管道MIG焊電弧聲特征分析與聲道形成機理研究.pdf

1、熔化極惰性氣體保護焊(MIG)廣泛的應用于管道焊接中。焊接過程中,電弧聲攜帶了大量的有關焊接狀態(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有效的提高焊接質量。本文以電弧聲信號為對象,對MIG管道焊接電弧聲與焊縫熔透狀態(tài)之間的關系和電弧聲聲道形成機理作了相關研究,論文的主要內(nèi)容如下:
　　 建立了管道MIG焊接實驗的硬件系統(tǒng)平臺和一系列集電弧聲信號采集、分析和降噪于一體的軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)可以針對管道焊接電弧聲進行實時的雙通

2、道信號采集,同時采集焊接過程中不同位置的電弧聲信號。
　　 對采集的管道焊接電弧聲信號做降噪處理,信號降噪選擇4層小波函數(shù),實驗結果表明信號中的噪聲被有效的濾除,并且保留了原始信號的突變特征,信號變得更加清晰,大大增加了可讀性,去噪效果良好。在對信號作了降噪處理后從時域、頻域和時頻域三個方面研究了電弧聲信號和焊接熔透狀態(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于管道內(nèi)要高。
　　 論述了管道焊接電弧聲的產(chǎn)生機理和聲道的形成機理。管道電弧聲產(chǎn)生的激勵源是等離子體振蕩使周圍的介質發(fā)生機械振動,這種機械振動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)部相對封閉的空間與電弧內(nèi)部存在的類似一個橢圓的腔體兩部分組成的。電弧聲是激勵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。采用線性預測分析方法(LP