基于熱聲理論的鋁合金電阻點(diǎn)焊熔核反演成像研究.pdf

1、電阻點(diǎn)焊是電阻焊技術(shù)的重要組成之一，該工藝具有能量集中、生產(chǎn)效率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)，是一種不可或缺的材料加工方法，被廣泛的應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。點(diǎn)焊工藝又是一個(gè)電、熱、力等多因素耦合的復(fù)雜過(guò)程，工藝過(guò)程非常短，而且熔核無(wú)法直接觀測(cè)，增加了對(duì)其進(jìn)行有效的質(zhì)量檢測(cè)的難度。目前，超聲波等多種檢測(cè)技術(shù)取得了一定的效果，但仍存在諸多不足。因此，本文引入熱聲理論，結(jié)合近場(chǎng)聲全息理論和反演理論，利用交流點(diǎn)焊時(shí)工件產(chǎn)生的周期性波動(dòng)的熱量及由此而激發(fā)的熱

2、聲效應(yīng)來(lái)反演熔核尺寸信息，以此來(lái)判斷焊點(diǎn)質(zhì)量，為電阻點(diǎn)焊質(zhì)量檢測(cè)提供新的途徑。
　　 本文首先利用熱聲理論，根據(jù)點(diǎn)焊工件與平板式熱聲裝置的相似性，建立了鋁合金電阻點(diǎn)焊熱聲發(fā)射模型，分析了點(diǎn)焊熔核尺寸與熱聲發(fā)射之間的關(guān)系。接著，分析了直接測(cè)量點(diǎn)焊熱聲源聲壓幅值的困難，并引進(jìn)了基于等效源法的近場(chǎng)聲全息技術(shù)，建立了電阻點(diǎn)焊熔核熱聲聲壓場(chǎng)反演模型。然后，利用譜截?cái)嗾齽t化和Tikhonov兩種正則化方法對(duì)點(diǎn)焊熱聲源聲壓幅值進(jìn)行了模擬計(jì)算。

3、最后，進(jìn)行了鋁合金交流電阻點(diǎn)焊實(shí)驗(yàn)，采集了點(diǎn)焊熔核周圍的熱聲信號(hào)。根據(jù)采集到的聲音信號(hào)研究了電阻點(diǎn)焊熱聲發(fā)射的規(guī)律和反演模型，并將反演計(jì)算結(jié)果與實(shí)際熔核對(duì)比分析。結(jié)果表明：點(diǎn)焊熔核的熱聲發(fā)射強(qiáng)度會(huì)隨著熔核尺寸的變化而變化，也會(huì)受到工件板厚的影響；Tikhonov正則化比譜截?cái)嗾齽t化更適用于本文模型的計(jì)算；反演熔核圖像能在一定程度上反映熔核截面尺寸的變化趨勢(shì)及形貌特征。厚度為0.5mm的工件的反演結(jié)果失真比較嚴(yán)重；厚度為1.0mm和1.5