基于超聲回波特征的電阻點(diǎn)焊接頭缺陷識(shí)別.pdf

1、汽車車身是一個(gè)由百余種、甚至數(shù)百種薄板沖壓件聯(lián)接而成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件。電阻點(diǎn)焊以其低成本，接頭質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，成為轎車車身裝配的主要連接方法。由于點(diǎn)焊形核過(guò)程的封閉性和過(guò)程控制的復(fù)雜性，很難在不破壞焊點(diǎn)的情況下進(jìn)行點(diǎn)焊缺陷檢測(cè)識(shí)別。導(dǎo)致了點(diǎn)焊質(zhì)量缺陷檢測(cè)識(shí)別較為困難。但目前小樣本抽樣檢測(cè)和焊后破壞檢驗(yàn)的滯后性并不能確保每一輛車身焊接接頭的合格率都達(dá)到要求，不得不增加大量冗余焊點(diǎn)。 超聲波檢測(cè)作為一種無(wú)損檢測(cè)

2、的手段，在保證焊點(diǎn)完整的條件下，為焊點(diǎn)質(zhì)量在線檢測(cè)和缺陷識(shí)別提供的可能。其原理是利用超聲波在金屬介質(zhì)中傳播時(shí)發(fā)生反射、透射和衰減的傳播特性，將反射回來(lái)的信號(hào)以振幅相對(duì)時(shí)間方式加以顯示，形成衰減的往復(fù)回波序列用于評(píng)估焊點(diǎn)質(zhì)量。超聲檢測(cè)的回波信號(hào)中含有大量與點(diǎn)焊接頭缺陷性質(zhì)有關(guān)的信息。實(shí)現(xiàn)缺陷識(shí)別的關(guān)鍵在于能否有效地將反映缺陷性質(zhì)的特征信息從超聲回波中提取出來(lái), 并給予正確的解釋。 本文首先在分析超聲回波傳播特性的基礎(chǔ)上，遴選超聲回

3、波波形特征值；結(jié)合力學(xué)性能試驗(yàn)和微觀組織檢驗(yàn)確定點(diǎn)焊接頭缺陷對(duì)應(yīng)的回波特征值最優(yōu)范圍；最終建立基于回波特征值的點(diǎn)焊缺陷識(shí)別檢測(cè)系統(tǒng)。試驗(yàn)結(jié)果為超聲波檢測(cè)方法能夠在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)。主要完成內(nèi)容有： 1.回波波形特征值的提取及分析。利用多脈沖反射式超聲檢測(cè)技術(shù)，采集點(diǎn)焊接頭的相關(guān)回波信息。在歸納了不同點(diǎn)焊接頭缺陷檢測(cè)回波波形的不同規(guī)律和特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，選取回波信號(hào)中衰減率、底面回波波峰間隔、有效回波數(shù)、最小增益、及中

4、間回波峰值五個(gè)特征值，對(duì)其選擇理由進(jìn)行分析和說(shuō)明，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊接頭缺陷的快速識(shí)別。 2.回波波形特征值的實(shí)驗(yàn)確定。通過(guò)建立一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)得到不同材料點(diǎn)焊接頭缺陷對(duì)應(yīng)的超聲回波波形五個(gè)特征值范圍。實(shí)現(xiàn)利用特征值快速識(shí)別缺陷，減小人為因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)采用兩種常規(guī)破壞性檢測(cè)方法，通過(guò)拉伸試驗(yàn)和金相檢驗(yàn)在力學(xué)性能和微觀形貌兩方面對(duì)相關(guān)試件進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證利用回波特征值識(shí)別缺陷的準(zhǔn)確性。 3.基于回波特征值的點(diǎn)焊缺陷識(shí)別。利

5、用Scan Master swi-100超聲檢測(cè)系統(tǒng)，結(jié)合了以上實(shí)驗(yàn)所得到的不同材料，不同厚度點(diǎn)焊接頭超聲檢測(cè)回波波形，以及所選取五個(gè)特征值具體數(shù)值的基礎(chǔ)上。建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同材料、不同厚度點(diǎn)焊接頭缺陷超聲回波波形及特征值的添加、快速查詢、維護(hù)的功能。實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)焊接頭缺陷的快速、準(zhǔn)確、有效地檢測(cè)及識(shí)別。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用回波特征值進(jìn)行缺陷評(píng)價(jià)不僅檢測(cè)速度快、結(jié)果可靠。隨著識(shí)別技術(shù)的不斷研究的深入，利用超聲回波特征值