基于傳聲器陣列的激光焊接過程質(zhì)量檢測理論與方法.pdf

1、鑒于聲信號(hào)是激光焊接過程質(zhì)量檢測的相關(guān)性較強(qiáng)的參數(shù)，其帶有大量激光焊接過程信息，如焊接熔體金屬、熔池小孔、金屬蒸汽和等離子體的變化情況，且具有響應(yīng)速度快、非接觸測量的特點(diǎn)，非常適合作為激光焊接過程質(zhì)量檢測參量。但由于聲信號(hào)極易受到環(huán)境噪聲的干擾，因此它在激光焊接過程質(zhì)量檢測中的應(yīng)用受到一定的限制。近期的研究發(fā)現(xiàn)，傳感器陣列技術(shù)與信號(hào)處理方法能夠消除環(huán)境噪聲、提取特征信號(hào)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)聲源定位、跟蹤，這就為激光焊接過程質(zhì)量檢測提供了新的途

2、徑和方法。
　　本文主要基于聲信號(hào)，對(duì)激光焊接過程質(zhì)量檢測進(jìn)行研究。采用新的信號(hào)處理技術(shù)——盲信號(hào)分離算法，實(shí)現(xiàn)激光焊過程聲信號(hào)的降噪、激光特征聲信號(hào)的提取；以及基于傳聲器陣列技術(shù)——波束形成算法，對(duì)激光焊接過程中的聲源進(jìn)行定位與跟蹤。
　　本文首先深入研究了熔池小孔和熔體金屬以及氣流噴射兩大聲源，建立了基于熱傳導(dǎo)和流體動(dòng)力學(xué)理論的熔池小孔和熔體金屬模型；同時(shí)以有限元聲學(xué)軟件為基礎(chǔ)，通過數(shù)值計(jì)算，得到激光焊接過程中輻射聲場的

3、分布情況。
　　在激光聲源發(fā)聲機(jī)理的研究基礎(chǔ)上，采用實(shí)驗(yàn)方法，研究了不同焊接工藝參數(shù)與激光聲信號(hào)的關(guān)系，建立了激光焊過程標(biāo)準(zhǔn)聲信號(hào)庫。
　　研究了盲信號(hào)分離算法，根據(jù)選定的優(yōu)化準(zhǔn)則和合適的對(duì)比函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)聲信號(hào)的降噪、激光焊過程特征聲信號(hào)的提取。同時(shí)，采用基于傳聲器陣列技術(shù)的波束形成算法，根據(jù)傳聲器陣列接收聲波的時(shí)間差和位置差，實(shí)現(xiàn)了激光焊過程聲源的定位與跟蹤。
　　最后，本文從試驗(yàn)的角度研究了傳聲器陣列技術(shù)在400