A304不銹鋼激光焊接等離子體電信號分析.pdf

1、激光焊接由于其獨特的優(yōu)點，已經(jīng)得到越來越多的關注和應用。對激光焊接過程的各種信息載體，如光、聲、電等信號進行實時檢測是有效監(jiān)控焊接質(zhì)量的方法。本文利用一種基于等離子鞘層理論建立的無源電探針電信號采集系統(tǒng)，檢測了A304不銹鋼激光焊接過程中的等離子體電信號。通過對不同的激光功率、焊接速度、保護氣流量、保護氣噴嘴位置、保護氣種類等焊接條件下的電信號進行檢測，并對電信號波形圖、頻譜圖以及焊縫成形情況進行對比分析，探究了不同焊接模式下的電信號特

2、征。
　　通過對不同條件下的等離子體電信號波形圖分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：焊縫具有熱導焊特征時，對應焊接過程中的電信號以一定的概率在0V處出現(xiàn)；焊縫具有深熔焊特征或呈“釘”型時，電信號在0V附近不出現(xiàn)，并以一定的幅度在某一負值上下波動，難以從波形圖上對二者進行分辨。因而，通過觀察電信號是否在0V處出現(xiàn)，來分析焊接過程是否為熱導焊過程進行分析。
　　通過不同條件下的等離子體電信號頻譜圖進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：各種焊接模式下的電信號頻譜均沒有

3、明顯的特征頻率峰值，焊縫具有熱導焊特征時，對應的焊接過程中的等離子體電信號頻譜在0～500Hz的頻率范圍內(nèi)具有很高的幅值，且較為集中；焊縫具有深熔焊特征或呈“釘”型時，對應焊接過程中的電信號頻譜分布的頻率范圍更大，且二者相似，難以進行區(qū)別，但是二者均沒有熱導焊焊縫對應的電信號頻譜分布特點。因而，通過觀察電信號頻譜在0～500Hz的范圍內(nèi)是否具有很高的頻率幅值并且分布集中的特點，來分析焊接過程是否為熱導焊過程。
　　通過對電信號在特

4、定譜段內(nèi)的譜強度大小進行計算，可以對焊接模式進行定量判別。在本試驗條件下，在500～1000Hz的譜段內(nèi)，當電信號譜強度E大于19.52時，為深熔焊模式；E小于15.19時，對應焊接過程中的焊縫具有明顯的熱導焊特征或由于等離子體不能被有效抑制而呈“釘”型，為非深熔焊模式。
　　由此，可以通過電信號波形圖或頻譜分布特征來定性分析焊接過程是否為熱導焊模式，通過電信號在特定譜段內(nèi)的譜強度大小來定量判斷焊接過程是否為深熔焊過程，這為焊接過