激光深熔焊接發(fā)聲機(jī)理研究.pdf

1、激光焊接因其焊接速度快、焊接熱影響區(qū)小、焊縫質(zhì)量高等特點(diǎn)正在汽車、航天等多個(gè)領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。針對(duì)激光焊接的質(zhì)量檢測(cè)是學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。由于激光焊接本身的特性決定了外界無(wú)法通過(guò)直接觀察焊接過(guò)程來(lái)獲知焊接中的情況,所以需要通過(guò)間接參量來(lái)對(duì)焊接質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)和控制。對(duì)比了利用光、電等信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的優(yōu)缺點(diǎn)之后,本文認(rèn)為基于聲信號(hào)對(duì)激光焊接過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)具有諸多優(yōu)勢(shì),如響應(yīng)速度快、與焊接系統(tǒng)非接觸等,是一種很有前途和研究?jī)r(jià)值的檢測(cè)方法。但

2、是基于聲信號(hào)的質(zhì)量檢測(cè)研究中,目前還沒(méi)有針對(duì)發(fā)聲機(jī)理進(jìn)行深入和嚴(yán)謹(jǐn)研究的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。本文嘗試從理論和實(shí)驗(yàn)方面對(duì)激光深熔焊接中的發(fā)聲機(jī)理進(jìn)行探究,從而為利用激光焊接聲信號(hào)的實(shí)時(shí)檢測(cè)精確實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)反饋控制提供理論基礎(chǔ)。
　　本文首先從理論方面研究激光深熔焊接中小孔的發(fā)聲機(jī)理。參考腔體的發(fā)聲機(jī)理,結(jié)合激光深熔焊接過(guò)程的特點(diǎn),將聲學(xué)公式與焊接過(guò)程中形成的小孔形狀尺寸相結(jié)合,通過(guò)電-聲類比,建立了發(fā)聲系統(tǒng)的等效電路,計(jì)算出發(fā)聲系統(tǒng)的聲阻

3、抗,進(jìn)而得到了小孔形狀與其發(fā)出聲音的共振頻率和聲音信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系。
　　其次,為了提供發(fā)聲理論所需的小孔形態(tài)數(shù)據(jù),從實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算兩方面獲得了較為接近實(shí)際的小孔形態(tài)尺寸數(shù)據(jù)。通過(guò)包括CCD相機(jī)的圖像采集系統(tǒng)以及包括紅外熱成像儀的溫度場(chǎng)采集系統(tǒng)對(duì)小孔形態(tài)尺寸進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。通過(guò)焊接小孔中壓力平衡狀態(tài)下的各種壓力關(guān)系建立了焊接功率、焊接材料等工藝參數(shù)與焊接小孔尺寸之間的聯(lián)系,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)中觀察到的情況獲取小孔尺寸數(shù)據(jù)的估算值。將小孔尺寸