激光焊接過程多信號實時監(jiān)測系統(tǒng)的研究.pdf

1、激光焊接過程是激光與被焊材料相互作用的復(fù)雜過程，對激光焊接過程進行實時監(jiān)測是提高焊接穩(wěn)定性，保證焊接接頭質(zhì)量的重要舉措，同時對監(jiān)測信號的分析也為后期實現(xiàn)激光焊接質(zhì)量優(yōu)化控制做了一個良好的鋪墊。本論文從軟件和硬件兩個方面對激光焊接實時監(jiān)測系統(tǒng)做了全面的研究，硬件上設(shè)計了藍紫光、紅外及聲音三路信號調(diào)理電路和信號采集電路，實現(xiàn)了激光焊接過程物理信號到電信號的轉(zhuǎn)化、電信號的傳送、A/D轉(zhuǎn)換等功能；軟件部分設(shè)計了信號實時采集、存儲及數(shù)據(jù)分析等的軟

2、件模塊。并通過一系列實驗驗證了系統(tǒng)的可靠性，同時對采集信號的有效性和準確性做了詳細的分析。激光焊接過程中光致等離子體輻射出藍紫光到可見光波段范圍的光信號，熔池輻射出紅外波段的光信號，另外還包含聲發(fā)射信號。依據(jù)光輻射波長主要集中在藍紫光波段和紅外光波段的特點，建立了采用光IC、InGaAsPIN光電二極管以及駐極體傳聲器為信號傳感器的藍紫光、紅外、聲音信號三通道數(shù)據(jù)實時采集硬件系統(tǒng)。軟件系統(tǒng)的設(shè)計基于NI公司LabVIEW平臺，采用圖形化

3、G語言設(shè)計，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)實時采集記錄、存儲、數(shù)據(jù)平均值計算、數(shù)據(jù)功率譜計算的功能。利用該系統(tǒng)對激光焊接過程進行實時監(jiān)測，進行了四組工藝條件改變的信號采集實驗。實驗中激光功率從1000W～1800W間隔100W遞增；焊接速度從0.8m/min～3.4m/min間隔0.2m/min遞增；側(cè)吹氣流量從1.5m3/h～0.5m3/h遞減；透鏡中心到工件表面距離從123mm～126.5mm間隔0.5mm遞增進行焊接。實時監(jiān)測系統(tǒng)在焊接過程中得到了隨