激光焊作為一種新型材料連接技術(shù),具有能量密度大、焊接變形小、自動化水平高等優(yōu)點,在汽車工業(yè)中已得到廣泛應(yīng)用。在實際焊接過程中由于一些不可控因素的影響,如裝配誤差,焊件容易出現(xiàn)各種缺陷,其中對焊件質(zhì)量影響最嚴(yán)重的缺陷之一就是焊縫熔深不足,尤其是對于搭接結(jié)構(gòu)的焊件,熔深直接決定了接頭的質(zhì)量。因此在激光焊接過程中對搭接接頭的熔深進(jìn)行檢測以保證焊接件質(zhì)量,在實際生產(chǎn)中具有非常重要意義。在眾多焊縫熔深檢測方法中,光譜診斷法具有成本低、采集信息量大,操作簡單等優(yōu)點,受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。為實現(xiàn)對遠(yuǎn)程激光焊過程中鋁合金搭接接頭熔深的檢測,本文基于光譜診斷法,以焊接過程中金屬蒸汽及焊縫表面形貌為監(jiān)測對象,進(jìn)行了以下研究:設(shè)計了激光功率、焊接速度、離焦量、板間隙四個變量,獲得具有不同熔深的焊縫,研究了工藝參數(shù)對金屬蒸汽輻射及焊縫熔深的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過金屬蒸汽光譜的強度可以檢測焊縫熔深。當(dāng)激光功率、焊接速度變化時,金屬蒸汽輻射強度隨焊縫熔深的增大而增大;離焦量變化時,輻射強度隨焊縫熔深的增大而減小;板間隙的增大使輻射強度明顯減弱,但焊縫熔深變化不大。此外,研究中發(fā)現(xiàn)輻射光譜中不同波長的譜線對工藝參數(shù)... 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 選題背景與意義
    1.2 激光焊接概述
        1.2.1 激光焊原理及特點
        1.2.2 激光器種類
        1.2.3 鋁合金激光焊接
    1.3 激光焊接過程監(jiān)測
        1.3.1 聲音信號
        1.3.2 機(jī)器視覺信號
        1.3.3 光輻射信號
    1.4 基于光輻射信號檢測熔深研究現(xiàn)狀
    1.5 本課題難點及研究內(nèi)容
        1.5.1 本課題的研究難點
        1.5.2 課題主要研究內(nèi)容
第二章 實驗材料、設(shè)備與方案
    2.1 引言
    2.2 實驗材料及工藝參數(shù)
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 試驗工藝參數(shù)
    2.3 實驗設(shè)備及光譜采集平臺
        2.3.1 激光焊接設(shè)備
        2.3.2 金屬蒸汽輻射采集設(shè)備
        2.3.3 金屬蒸汽輻射采集平臺
    2.4 焊縫熔深及表面形貌掃描
    2.5 本章小結(jié)
第三章 工藝參數(shù)對焊縫輪廓的的影響
    3.1 引言
    3.2 單因素方差分析
    3.3 工藝參數(shù)對焊縫輪廓的影響
        3.3.1 激光功率、焊接速度的影響
        3.3.2 離焦量的影響
        3.3.3 搭接板間隙的影響
    3.4 焊縫表面形貌的特征參數(shù)
        3.4.1 特征參數(shù)的提取
        3.4.2 特征參數(shù)與焊縫熔深的關(guān)系
    3.5 本章小結(jié)
第四章 金屬蒸汽光譜分析及特征參數(shù)提取
    4.1 引言
    4.2 鋁合金金屬蒸汽光譜分析
        4.2.1 金屬蒸汽光譜的成分
        4.2.2 譜線產(chǎn)生機(jī)理的
    4.3 特征參數(shù)提取
        4.3.1 譜線的選擇
        4.3.2 特征參數(shù)提取機(jī)理
        4.3.3 特征參數(shù)的種類與定義
    4.4 特征參數(shù)與熔深、連接寬度的關(guān)系
        4.4.1 部分特征參數(shù)隨熔深、連接寬度的分布規(guī)律
        4.4.2 特征參數(shù)與熔深、連接寬度的相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計
    4.5 本章小結(jié)
第五章 在線檢測模型的構(gòu)建與優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的選擇
        5.2.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)及機(jī)理
        5.2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計
        5.2.3 本課題中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)計
    5.3 表面形貌特征參數(shù)對預(yù)測誤差的影響
        5.3.1 熔深檢測模型結(jié)構(gòu)設(shè)置
        5.3.2 表面特征參數(shù)對熔深預(yù)測誤差的影響
    5.4 檢測模型激活函數(shù)的選擇
        5.4.1 激活函數(shù)對熔深檢測模型的影響
        5.4.2 激活函數(shù)對連接寬度檢測模型的影響
    5.5 連接寬度檢測模型優(yōu)化
        5.5.1 連接寬度檢測模型結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        5.5.2 連接寬度檢測模型誤差分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果


【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3691572