激光深熔焊接發(fā)聲機理研究.pdf

1、激光焊接因其焊接速度快、焊接熱影響區(qū)小、焊縫質(zhì)量高等特點正在汽車、航天等多個領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。針對激光焊接的質(zhì)量檢測是學(xué)者們研究的熱點。由于激光焊接本身的特性決定了外界無法通過直接觀察焊接過程來獲知焊接中的情況,所以需要通過間接參量來對焊接質(zhì)量進行檢測和控制。對比了利用光、電等信號進行檢測的優(yōu)缺點之后,本文認為基于聲信號對激光焊接過程進行質(zhì)量檢測具有諸多優(yōu)勢,如響應(yīng)速度快、與焊接系統(tǒng)非接觸等,是一種很有前途和研究價值的檢測方法。但

2、是基于聲信號的質(zhì)量檢測研究中,目前還沒有針對發(fā)聲機理進行深入和嚴謹研究的相關(guān)文獻報道。本文嘗試從理論和實驗方面對激光深熔焊接中的發(fā)聲機理進行探究,從而為利用激光焊接聲信號的實時檢測精確實現(xiàn)焊接參數(shù)反饋控制提供理論基礎(chǔ)。
　　本文首先從理論方面研究激光深熔焊接中小孔的發(fā)聲機理。參考腔體的發(fā)聲機理,結(jié)合激光深熔焊接過程的特點,將聲學(xué)公式與焊接過程中形成的小孔形狀尺寸相結(jié)合,通過電-聲類比,建立了發(fā)聲系統(tǒng)的等效電路,計算出發(fā)聲系統(tǒng)的聲阻

3、抗,進而得到了小孔形狀與其發(fā)出聲音的共振頻率和聲音信號強度的關(guān)系。
　　其次,為了提供發(fā)聲理論所需的小孔形態(tài)數(shù)據(jù),從實驗和理論計算兩方面獲得了較為接近實際的小孔形態(tài)尺寸數(shù)據(jù)。通過包括CCD相機的圖像采集系統(tǒng)以及包括紅外熱成像儀的溫度場采集系統(tǒng)對小孔形態(tài)尺寸進行數(shù)據(jù)的采集。通過焊接小孔中壓力平衡狀態(tài)下的各種壓力關(guān)系建立了焊接功率、焊接材料等工藝參數(shù)與焊接小孔尺寸之間的聯(lián)系,并結(jié)合實驗中觀察到的情況獲取小孔尺寸數(shù)據(jù)的估算值。將小孔尺寸