激光-電弧復(fù)合焊接狀態(tài)在線檢測(cè)方法研究
發(fā)布時(shí)間:2022-05-03 04:45
激光-電弧復(fù)合焊接作為新型的焊接技術(shù)在工業(yè)中快速發(fā)展,相對(duì)于其它焊接技術(shù),由于兩種不同熱源的耦合作用,其具備焊接大厚壁零件的優(yōu)勢(shì)并逐漸在制造業(yè)中應(yīng)用。但是在焊接過程中由于受到參數(shù)或者環(huán)境等因素的干擾,會(huì)產(chǎn)生焊接缺陷,從而影響復(fù)合焊接的質(zhì)量。針對(duì)激光-電弧復(fù)合焊接過程焊接狀態(tài)的檢測(cè),運(yùn)用兩個(gè)不同的試驗(yàn)系統(tǒng),以熔滴過渡為分析對(duì)象,根據(jù)金屬蒸氣狀態(tài)變化和熔池匙孔狀態(tài)變化來分析焊接過程狀態(tài)。在激光-MIG復(fù)合堆焊試驗(yàn)中,利用高速攝像機(jī)對(duì)不同參數(shù)下熔滴過渡的模式、熔滴過渡頻率和熔滴過渡時(shí)熔滴大小進(jìn)行分析,建立熔滴過渡與焊縫成形間的關(guān)系。在激光-MAG復(fù)合對(duì)接焊試驗(yàn)中,以316不銹鋼和400低碳鋼為試驗(yàn)對(duì)象,作異種材料復(fù)合對(duì)接焊,并應(yīng)用高速攝像機(jī)獲取焊接過程中正面金屬蒸氣和背部熔池的實(shí)時(shí)圖像。正面圖像提取金屬蒸氣形態(tài)特征,分析復(fù)合焊接過程的熱源相互作用,并結(jié)合背部熔池圖像同步分析金屬蒸氣周期性變化規(guī)律并研究金屬蒸氣和焊接狀態(tài)、焊縫成形之間的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上結(jié)合金屬飛濺的形態(tài)特征,在時(shí)域上分析復(fù)合焊接過程熔滴過渡和熔滴爆破穩(wěn)定性及其變化機(jī)理,利用小波分解和傅里葉變換(Discrete Fourier...
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)
1.3 焊接狀態(tài)檢測(cè)傳感信號(hào)
1.4 復(fù)合焊接狀態(tài)檢測(cè)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
1.5 論文研究?jī)?nèi)容
第二章 激光-MIG復(fù)合堆焊熔滴過渡特性
2.1 試驗(yàn)系統(tǒng)概述
2.2 熔滴過渡形式與受力分析
2.3 激光-MIG復(fù)合焊接參數(shù)對(duì)熔滴過渡的影響
2.3.1 激光功率對(duì)復(fù)合焊熔滴過渡的影響
2.3.2 電弧電流對(duì)復(fù)合焊熔滴過渡的影響
2.3.3 電弧電壓對(duì)復(fù)合焊熔滴過渡的影響
2.4 激光-MIG復(fù)合焊接參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響
2.4.1 激光功率對(duì)焊縫成形的影響
2.4.2 電弧電流對(duì)焊縫成形的影響
2.4.3 電弧電壓對(duì)焊縫成形的影響
2.4.4 引導(dǎo)模式對(duì)焊縫成形的影響
2.5 本章小結(jié)
第三章 激光-MAG復(fù)合對(duì)接焊接試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 試驗(yàn)系統(tǒng)概述
3.2 硬件結(jié)構(gòu)介紹
3.2.1 大功率盤型激光器
3.2.2 熔化極氣體保護(hù)焊機(jī)
3.2.3 圖像采集系統(tǒng)
3.2.4 其他硬件
3.3 試驗(yàn)方法
3.4 本章小結(jié)
第四章 焊接過程圖像預(yù)處理及特征提取
4.1 焊縫上表面圖像預(yù)處理
4.1.1 最大類間方差法
4.1.2 金屬蒸氣圖像預(yù)處理
4.1.3 金屬飛濺提取
4.2 焊縫上表面圖像特征提取
4.2.1 金屬蒸氣面積特征提取
4.2.2 金屬蒸氣周長(zhǎng)特征提取
4.2.3 金屬蒸氣不變矩特征提取
4.2.4 金屬飛濺數(shù)量和總面積特征提取
4.3 焊縫背面圖像特征提取與分析
4.3.1 灰度值與匙孔面積特征提取與分析
4.3.2 灰度共生矩陣特征提取與分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 激光-MAG復(fù)合焊接過程狀態(tài)分析
5.1 焊接過程熱源分析
5.2 焊接過程狀態(tài)分析和焊縫成形預(yù)測(cè)
5.2.1 時(shí)域分析熔滴過渡對(duì)焊接狀態(tài)和焊縫成形的影響
5.2.2 頻域分析熔滴過渡對(duì)焊接狀態(tài)和焊縫成形的影響
5.2.3 復(fù)合焊接背部匙孔狀態(tài)對(duì)焊接狀態(tài)的影響
5.3 激光-MAG復(fù)合焊接特征參數(shù)整體分析
5.4 基于PCA-SVM焊接缺陷分類預(yù)測(cè)模型
5.4.1 主成分分析法
5.4.2 支持向量機(jī)概述
5.4.3 缺陷分類結(jié)果
5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利成果
致謝
本文編號(hào):3650654
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.2 激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)
1.3 焊接狀態(tài)檢測(cè)傳感信號(hào)
1.4 復(fù)合焊接狀態(tài)檢測(cè)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
1.5 論文研究?jī)?nèi)容
第二章 激光-MIG復(fù)合堆焊熔滴過渡特性
2.1 試驗(yàn)系統(tǒng)概述
2.2 熔滴過渡形式與受力分析
2.3 激光-MIG復(fù)合焊接參數(shù)對(duì)熔滴過渡的影響
2.3.1 激光功率對(duì)復(fù)合焊熔滴過渡的影響
2.3.2 電弧電流對(duì)復(fù)合焊熔滴過渡的影響
2.3.3 電弧電壓對(duì)復(fù)合焊熔滴過渡的影響
2.4 激光-MIG復(fù)合焊接參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響
2.4.1 激光功率對(duì)焊縫成形的影響
2.4.2 電弧電流對(duì)焊縫成形的影響
2.4.3 電弧電壓對(duì)焊縫成形的影響
2.4.4 引導(dǎo)模式對(duì)焊縫成形的影響
2.5 本章小結(jié)
第三章 激光-MAG復(fù)合對(duì)接焊接試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 試驗(yàn)系統(tǒng)概述
3.2 硬件結(jié)構(gòu)介紹
3.2.1 大功率盤型激光器
3.2.2 熔化極氣體保護(hù)焊機(jī)
3.2.3 圖像采集系統(tǒng)
3.2.4 其他硬件
3.3 試驗(yàn)方法
3.4 本章小結(jié)
第四章 焊接過程圖像預(yù)處理及特征提取
4.1 焊縫上表面圖像預(yù)處理
4.1.1 最大類間方差法
4.1.2 金屬蒸氣圖像預(yù)處理
4.1.3 金屬飛濺提取
4.2 焊縫上表面圖像特征提取
4.2.1 金屬蒸氣面積特征提取
4.2.2 金屬蒸氣周長(zhǎng)特征提取
4.2.3 金屬蒸氣不變矩特征提取
4.2.4 金屬飛濺數(shù)量和總面積特征提取
4.3 焊縫背面圖像特征提取與分析
4.3.1 灰度值與匙孔面積特征提取與分析
4.3.2 灰度共生矩陣特征提取與分析
4.4 本章小結(jié)
第五章 激光-MAG復(fù)合焊接過程狀態(tài)分析
5.1 焊接過程熱源分析
5.2 焊接過程狀態(tài)分析和焊縫成形預(yù)測(cè)
5.2.1 時(shí)域分析熔滴過渡對(duì)焊接狀態(tài)和焊縫成形的影響
5.2.2 頻域分析熔滴過渡對(duì)焊接狀態(tài)和焊縫成形的影響
5.2.3 復(fù)合焊接背部匙孔狀態(tài)對(duì)焊接狀態(tài)的影響
5.3 激光-MAG復(fù)合焊接特征參數(shù)整體分析
5.4 基于PCA-SVM焊接缺陷分類預(yù)測(cè)模型
5.4.1 主成分分析法
5.4.2 支持向量機(jī)概述
5.4.3 缺陷分類結(jié)果
5.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利成果
致謝
本文編號(hào):3650654
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