激光焊接過(guò)程多信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、激光焊接過(guò)程是激光與被焊材料相互作用的復(fù)雜過(guò)程，對(duì)激光焊接過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shí)對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)的分析也為后期實(shí)現(xiàn)激光焊接質(zhì)量?jī)?yōu)化控制做了一個(gè)良好的鋪墊。本論文從軟件和硬件兩個(gè)方面對(duì)激光焊接實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)做了全面的研究，硬件上設(shè)計(jì)了藍(lán)紫光、紅外及聲音三路信號(hào)調(diào)理電路和信號(hào)采集電路，實(shí)現(xiàn)了激光焊接過(guò)程物理信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)化、電信號(hào)的傳送、A/D轉(zhuǎn)換等功能；軟件部分設(shè)計(jì)了信號(hào)實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)分析等的軟

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

3、G語(yǔ)言設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集記錄、存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)平均值計(jì)算、數(shù)據(jù)功率譜計(jì)算的功能。利用該系統(tǒng)對(duì)激光焊接過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，進(jìn)行了四組工藝條件改變的信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)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(jìn)行焊接。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在焊接過(guò)程中得到了隨