A304不銹鋼激光焊接等離子體電信號(hào)分析.pdf

1、激光焊接由于其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)得到越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。對(duì)激光焊接過程的各種信息載體，如光、聲、電等信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測是有效監(jiān)控焊接質(zhì)量的方法。本文利用一種基于等離子鞘層理論建立的無源電探針電信號(hào)采集系統(tǒng)，檢測了A304不銹鋼激光焊接過程中的等離子體電信號(hào)。通過對(duì)不同的激光功率、焊接速度、保護(hù)氣流量、保護(hù)氣噴嘴位置、保護(hù)氣種類等焊接條件下的電信號(hào)進(jìn)行檢測，并對(duì)電信號(hào)波形圖、頻譜圖以及焊縫成形情況進(jìn)行對(duì)比分析，探究了不同焊接模式下的電信號(hào)特

2、征。
　　通過對(duì)不同條件下的等離子體電信號(hào)波形圖分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：焊縫具有熱導(dǎo)焊特征時(shí)，對(duì)應(yīng)焊接過程中的電信號(hào)以一定的概率在0V處出現(xiàn)；焊縫具有深熔焊特征或呈“釘”型時(shí)，電信號(hào)在0V附近不出現(xiàn)，并以一定的幅度在某一負(fù)值上下波動(dòng)，難以從波形圖上對(duì)二者進(jìn)行分辨。因而，通過觀察電信號(hào)是否在0V處出現(xiàn)，來分析焊接過程是否為熱導(dǎo)焊過程進(jìn)行分析。
　　通過不同條件下的等離子體電信號(hào)頻譜圖進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：各種焊接模式下的電信號(hào)頻譜均沒有

3、明顯的特征頻率峰值，焊縫具有熱導(dǎo)焊特征時(shí)，對(duì)應(yīng)的焊接過程中的等離子體電信號(hào)頻譜在0～500Hz的頻率范圍內(nèi)具有很高的幅值，且較為集中；焊縫具有深熔焊特征或呈“釘”型時(shí)，對(duì)應(yīng)焊接過程中的電信號(hào)頻譜分布的頻率范圍更大，且二者相似，難以進(jìn)行區(qū)別，但是二者均沒有熱導(dǎo)焊焊縫對(duì)應(yīng)的電信號(hào)頻譜分布特點(diǎn)。因而，通過觀察電信號(hào)頻譜在0～500Hz的范圍內(nèi)是否具有很高的頻率幅值并且分布集中的特點(diǎn)，來分析焊接過程是否為熱導(dǎo)焊過程。
　　通過對(duì)電信號(hào)在特

4、定譜段內(nèi)的譜強(qiáng)度大小進(jìn)行計(jì)算，可以對(duì)焊接模式進(jìn)行定量判別。在本試驗(yàn)條件下，在500～1000Hz的譜段內(nèi)，當(dāng)電信號(hào)譜強(qiáng)度E大于19.52時(shí)，為深熔焊模式；E小于15.19時(shí)，對(duì)應(yīng)焊接過程中的焊縫具有明顯的熱導(dǎo)焊特征或由于等離子體不能被有效抑制而呈“釘”型，為非深熔焊模式。
　　由此，可以通過電信號(hào)波形圖或頻譜分布特征來定性分析焊接過程是否為熱導(dǎo)焊模式，通過電信號(hào)在特定譜段內(nèi)的譜強(qiáng)度大小來定量判斷焊接過程是否為深熔焊過程，這為焊接過