管道MIG焊電弧聲特征分析與聲道形成機(jī)理研究.pdf

1、熔化極惰性氣體保護(hù)焊(MIG)廣泛的應(yīng)用于管道焊接中。焊接過程中,電弧聲攜帶了大量的有關(guān)焊接狀態(tài)的信息,如果將這些信息提取并在管道焊接中加以利用會(huì)有效的提高焊接質(zhì)量。本文以電弧聲信號(hào)為對(duì)象,對(duì)MIG管道焊接電弧聲與焊縫熔透狀態(tài)之間的關(guān)系和電弧聲聲道形成機(jī)理作了相關(guān)研究,論文的主要內(nèi)容如下:
　　 建立了管道MIG焊接實(shí)驗(yàn)的硬件系統(tǒng)平臺(tái)和一系列集電弧聲信號(hào)采集、分析和降噪于一體的軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)可以針對(duì)管道焊接電弧聲進(jìn)行實(shí)時(shí)的雙通

2、道信號(hào)采集,同時(shí)采集焊接過程中不同位置的電弧聲信號(hào)。
　　 對(duì)采集的管道焊接電弧聲信號(hào)做降噪處理,信號(hào)降噪選擇4層小波函數(shù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明信號(hào)中的噪聲被有效的濾除,并且保留了原始信號(hào)的突變特征,信號(hào)變得更加清晰,大大增加了可讀性,去噪效果良好。在對(duì)信號(hào)作了降噪處理后從時(shí)域、頻域和時(shí)頻域三個(gè)方面研究了電弧聲信號(hào)和焊接熔透狀態(tài)之間內(nèi)在聯(lián)系。管道外部的電弧聲能量主要在頻率段為4～10kHz的范圍內(nèi)反映熔透狀態(tài)的變化,而管道內(nèi)部反映熔透狀

3、態(tài)變化的頻率段的范圍則是在0～4kHz,管道外反映熔透的頻率段相對(duì)于管道內(nèi)要高。
　　 論述了管道焊接電弧聲的產(chǎn)生機(jī)理和聲道的形成機(jī)理。管道電弧聲產(chǎn)生的激勵(lì)源是等離子體振蕩使周圍的介質(zhì)發(fā)生機(jī)械振動(dòng),這種機(jī)械振動(dòng)以聲波的方式向外傳播。管道焊接的聲道系統(tǒng)是由管道自身內(nèi)部相對(duì)封閉的空間與電弧內(nèi)部存在的類似一個(gè)橢圓的腔體兩部分組成的。電弧聲是激勵(lì)源和聲道相互作用形成的。聲道的諧振頻率決定了管道電弧聲的頻譜特征。采用線性預(yù)測(cè)分析方法(LP