激光焊接質量實時監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、激光焊接與傳統(tǒng)焊接相比具有高效、高焊接質量等一些優(yōu)越性,在電子、汽車、航空等領域獲得了越來越廣泛的應用.由于一些偶然的不穩(wěn)定因素可能導致焊接狀態(tài)的變化,從而出現(xiàn)焊接缺陷,這將不能滿足高質量要求的現(xiàn)代化工業(yè)過程,因此對激光焊接過程進行實時質量監(jiān)測具有非常重要的意義.激光焊接過程中的基本特征是小孔形成,熔池和光致等離子體的產生,并由此產生了表征焊接質量的光、聲和電位差等信號.國外的研究大都通過采集焊接過程中的一種或兩種信號來進行缺陷監(jiān)測,信

2、息量少,不能很好的滿足實際應用;國內的研究起步較晚,大多處于理論階段.本課題選擇激光焊接過程中反映等離子體狀態(tài)的可見光,熔池輻射的紅外光和等離子體聲音信號作為焊接質量監(jiān)測的傳感信號獲取足夠的信息,通過合適的算法,利用計算機的強大快速數(shù)據(jù)處理能力,建立起一套激光焊接實時監(jiān)測系統(tǒng).論文針對激光焊接的特點,分析了焊接過程中的各種物理現(xiàn)象.在參照前人研究成果和前期論證的基礎上,提出了采集可見光、紅外光和聲三路信號并進行多傳感器信息融合的實時監(jiān)測

3、方式.設計并研制了相應的軟、硬件部分,實現(xiàn)了激光焊接過程監(jiān)測系統(tǒng)的整體方案.硬件部分主要根據(jù)光、聲信號的特性選取合適的傳感器,設計光電轉換電路,設計低噪聲信號放大電路和高階濾波電路,建立光路采集系統(tǒng),確定傳感器裝夾方式.軟件系統(tǒng)采用LabWindows/CVI開發(fā)了基于Windows2000平臺的多功能信號采集和分析處理程序.采集程序可以實現(xiàn)多通道信號的高速采集,分析處理程序可以對采樣信號在時域和頻域進行各種分析.結合實際的焊接進行了光