激光焊接時(shí)光感檢測(cè)信號(hào)具有混合信息數(shù)量多、時(shí)域及頻域變化復(fù)雜、信號(hào)隨機(jī)波動(dòng)劇烈等明顯的混沌信號(hào)特征,常規(guī)檢測(cè)手段對(duì)激光焊接熔透特征信息難以有效分離。在激光焊接熔透特征信號(hào)同軸增效提取技術(shù)基礎(chǔ)上,針對(duì)光譜透視成像中提取出的復(fù)雜混合信號(hào)的分布特征,提出一種大功率固體激光焊熔透特征混沌信號(hào)解析方法。具體通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法提取混沌檢測(cè)信號(hào)的各瞬態(tài)概率密度函數(shù),然后動(dòng)態(tài)形成一系列具有趨勢(shì)性特征的簡(jiǎn)化圖形模式,并根據(jù)圖形的多項(xiàng)形貌特征與熔透行為建立復(fù)合關(guān)聯(lián)識(shí)別。文中重點(diǎn)介紹了基值、離散度和畸變率3種特征參數(shù)的定義及數(shù)學(xué)模型,這些特征參數(shù)不但可以對(duì)特征模型的重心位置、離散情況和單向畸變情況進(jìn)行準(zhǔn)確描述,而且通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法還充分驗(yàn)證了不同特征參數(shù)與激光焊接熔透狀態(tài)的關(guān)聯(lián)特性。如基值特征參數(shù)在焊縫熔透程度較大時(shí)具有明顯的識(shí)別效果,但是熔透程度較小時(shí)其波動(dòng)幅值較大;而離散度特征參數(shù)只對(duì)較小熔透狀態(tài)測(cè)試敏感,可以對(duì)基值進(jìn)行有效補(bǔ)充,但是對(duì)較大熔透狀態(tài)的識(shí)別存在不足;畸變率特征參數(shù)雖然在適度熔透附近時(shí)數(shù)值波動(dòng)劇烈,但是對(duì)于焊縫熔透程度較小或較大時(shí)都能通過(guò)畸變率數(shù)值關(guān)系對(duì)熔透程度進(jìn)行較好關(guān)聯(lián)識(shí)別,有效彌補(bǔ)了基值和離散度... 

【文章來(lái)源】：光譜學(xué)與光譜分析. 2020,40(04)北大核心EISCICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

激光焊接頭及熔透檢測(cè)裝置

通過(guò)熔透特征信號(hào)同軸增效提取技術(shù)獲得的光感檢測(cè)信號(hào)如圖2(a)所示, 其在空間分布上是一個(gè)有規(guī)律的點(diǎn)陣, 不同檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)所獲得的檢測(cè)信號(hào)點(diǎn)的數(shù)量存在明顯差異。 為了獲取信號(hào)分布的更直觀特征, 根據(jù)這些信號(hào)在空間分布的相對(duì)密度, 通過(guò)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法, 利用C++軟件對(duì)所有單位強(qiáng)度區(qū)間內(nèi)信號(hào)進(jìn)行密度統(tǒng)計(jì), 提取出信號(hào)整體分布情況數(shù)據(jù), 并擬合出概率密度分布函數(shù)及其特征曲線模型, 轉(zhuǎn)化后的概率密度特征模型如圖2(b)所示, 由此可將十分復(fù)雜的光學(xué)檢測(cè)信號(hào)通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)等效圖形方式轉(zhuǎn)化成具有明顯趨勢(shì)性特征信息的簡(jiǎn)單模型。2.2 形貌特征與熔透行為關(guān)聯(lián)

為了找到與激光焊接熔透狀態(tài)直接相關(guān)的模型特征變化, 采用2 500 W激光功率, 2 m·min-1焊接速度, 0 mm離焦量等參數(shù)的相同焊接條件下, 分別對(duì)2和4 mm厚鈦合金試板進(jìn)行了激光熔透實(shí)驗(yàn), 在2 mm厚鈦合金試板上獲得了適度熔透焊縫, 在4 mm厚鈦合金試板上獲得了非熔透焊縫, 實(shí)驗(yàn)同時(shí)通過(guò)熔透特征信號(hào)同軸增效提取技術(shù)獲得了二者的熔透輻射特征信號(hào), 如圖3所示。然后通過(guò)數(shù)學(xué)概率密度分析手段, 分別獲得了二者特征模型, 適度熔透焊縫的特征模型如圖3(a)所示, 非熔透焊縫的特征模型如圖3b所示。 通過(guò)對(duì)比觀察圖3中適度熔透焊縫與非熔透焊縫的輻射特征信號(hào)可以發(fā)現(xiàn), 不同焊接熔透狀態(tài)時(shí)光感檢測(cè)信號(hào)的分布情況是存在一定差異的, 而且這些差異可以通過(guò)適度熔透與非熔透焊縫特征模型的一些形貌特征上找到明顯區(qū)別, 即特征參數(shù)[7]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]奧氏體不銹鋼光纖激光同軸保護(hù)焊接的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[J]. 任勇,武強(qiáng),鄒江林,陳樂(lè),肖榮詩(shī).  中國(guó)激光. 2017(05)
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[5]激光焊接中的等離子體變化規(guī)律及氣孔缺陷快速測(cè)試方法——檢測(cè)信號(hào)整體分析方法[J]. 王旭友,孫謙,王威,李小宇,Huang Ruisheng.  焊接學(xué)報(bào). 2016(03)



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