鋁合金點焊質量的逆過程檢測方法研究.pdf

1、電阻點焊作為一種常用的焊接方法，由于其高生產(chǎn)效率和易于實現(xiàn)自動化的特點，而在汽車、航空、航天產(chǎn)品的生產(chǎn)中得到了廣泛的應用，尤其在現(xiàn)今汽車行業(yè)的高速發(fā)展中，點焊的應用更加廣泛。隨著世界能源日益緊缺，汽車輕量化理念使得具有優(yōu)良性能的輕金屬-鋁合金成為了汽車生產(chǎn)的主要材料，但由于鋁合金點焊焊接性較差及影響點焊質量的因素較多的緣故，使得對鋁合金點焊質量的研究日益成為焊接工作者研究的重點。目前，點焊質量檢測存在兩方面的不足，在特征提取上，點焊特征

2、提取主要集中在宏觀特征和奇異點特征上，而由于點焊過程的影響因素較多，使得點焊特征信號受噪聲的干擾而發(fā)生了部分特征變異，而傳統(tǒng)的提取方法不能很好的把握這種變化。在檢測方法上，目前，點焊質量檢測模型主要集中在建立數(shù)學函數(shù)模型上，但由于點焊的缺陷受到多種因素的影響，其與點焊信號特征之間的函數(shù)關系不夠嚴格，導致目前的數(shù)學檢測模型的檢測精度較低。鑒于這種情況，目前已經(jīng)有部分學者開始把模式識別的理論應用到點焊質量檢測上，但還需要進行深入研究。本文對

3、點焊質量檢測中存在的問題進行了研究。主要內容如下： ⑴構建了多信息融合的智能信息采集系統(tǒng)，采集了電極電壓、焊接電流、焊接過程中的聲發(fā)射和電極位移四個參量數(shù)據(jù)。該多信息融合的智能信息采集系統(tǒng)可以迅速快捷的完成點焊數(shù)據(jù)的采集、轉換和存儲，各智能采集終端通過數(shù)字處理模塊實現(xiàn)與計算機的通信?；诙嘈畔⑷诤系狞c焊信息采集系統(tǒng)可以達到信號采集的快速、同步和高效。 ⑵結合信號分析理論和非線性動力學理論，考慮到信號分形維數(shù)較強的抗噪能力

4、，及該指標對數(shù)據(jù)信號變化特征的總體反映能力，對點焊電極電壓、點焊電流、點焊過程中的聲發(fā)射信號和電極位移信號進行分形維數(shù)特征提??；根據(jù)電壓對點焊形核的能量輸入特征，對電壓信號進行了雙譜分析，提取了其三階累積量的線譜最大5個譜線的均值作為電壓的第二特征；通過對點焊電流的非線性分析發(fā)現(xiàn)，點焊電流信號具有混沌特征，而混沌特征能夠有效反映信號的微弱變化，數(shù)據(jù)序列的混沌特征用Lyapunov指數(shù)來表征量，鑒于電流信號的變化對熔核尺寸和飛濺產(chǎn)生的影響

5、極大，因此提取電流的Lyapunov指數(shù)作為電流的第二特征。點焊過程中的形核和飛濺都會造成聲音信號能量的變化，因此，提取聲音的能量變化率作為聲音信號的第二特征。點焊的形核和飛濺直接影響了電極位移的變化規(guī)律，故提取了表征點焊電極位移變化不確定程度的位移信號的Renyi熵作為電極位移信號的第二特征。對每個焊點共獲得了對應的8個特征值。 ⑶應用人工智能理論，模式識別理論及應用數(shù)學方面的知識，把模糊灰色信息系統(tǒng)、支持向量機和隱形Mark

6、ov鏈引入點焊的質量檢測中，并討論了各模型的檢測效果及本文提取的各數(shù)據(jù)特征對模型檢出準確率的影響情況。構建了點焊的模糊灰色信息系統(tǒng)檢測模型，并比較了各信號特征對模型檢出準確率的影響，模糊灰色信息系統(tǒng)對點焊缺陷具有較好的的檢測效果。構建了點焊信號的支持向量機檢測模型，并分析了個特征對模型檢測精度的影響。構建了點焊的隱性Markov鏈檢測模型，并分析了各特征組合對該模型的影響。 ⑷構建了模糊灰色信息系統(tǒng)檢測模型陣列，達到同時檢測熔核