发明名称 基于二氧化碳焊输入端电信号的稳定性评估系统及方法
摘要 本发明公开了一种二氧化碳焊的焊接稳定性评估系统及其评估方法,在CO<sub>2</sub>焊接过程中,利用电压传感器和电流传感器对输入电信号进行采样,由数据处理系统进行处理,获取焊机输入端线电压和线电流值,并储存为一个信号样本,然后对信号样本进行时域和频域分析,获得焊接输入端电信号的波形,概率分布,变异系数,频谱图等时域和频域特征,再根据时域和频域特征对CO<sub>2</sub>焊的焊接过程的稳定性进行评价。本发明在实现对CO<sub>2</sub>气体保护焊过程自动评定和检测的基础上,拓展了焊接工艺实时监测的方法和手段,为以后焊机集成化、网络化系统奠定了基础。
申请公布号 CN104625332A 申请公布日期 2015.05.20
申请号 CN201510040848.1 申请日期 2015.01.27
申请人 天津大学 发明人 吕小青;张如星;徐连勇;荆洪阳;韩永典
分类号 B23K9/095(2006.01)I 主分类号 B23K9/095(2006.01)I
代理机构 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人 张宏祥
主权项 一种二氧化碳焊的焊接稳定性评估系统,由数据处理系统、数据采集卡、电压传感器及电流传感器组成。该系统的信号传输过程为:电压传感器和电流传感器对焊机的输入电信号进行采样,采集的数据输入数据采集卡,数据处理系统对数据采集卡传输的电信号进行接收和处理,获取输入端线电压和线电流值,并储存为一个信号样本,最后对样本的数据进行时域和频域分析,从而评估焊接过程的稳定性;上述二氧化碳焊的焊接稳定性评估系统的评估方法,具有如下步骤:(1)通过电压传感器和电流传感器采集CO<sub>2</sub>焊接过程中的焊机输入线电压信号和线电流信号,信号输入数据采集卡,在电脑中存储为一个六通道线电压、线电流信号样本;(2)根据所用传感器的比例关系对样本进行处理,还原焊接过程中的真实输入线电压、线电流数据;实际输入线电流与采集信号比例在15~30:1范围内,实际输入线电压与采集信号比例在100~300:1范围内;(3)对步骤(1)样本中的线电压、线电流信号进行时域分析,获得焊接过程中输入线电压信号的波形、变异系数和概率密度分布;获得焊接过程中输入线电流信号的波形、变异系数和概率密度分布;获得焊接过程中瞬时输入功率的波形、功率变异系数和功率概率密度分布;并获得短路过渡时的短路频率,短路周期和短路周期频次分布的输入电信号时域特征;(4)对步骤(1)样本中的线电压,线电流信号进行频域分析,获得输入线电压信号和(5)根据步骤(3)和步骤(4)获得的焊接过程输入端线电压、线电流时域和频域特征评估焊接过程的稳定性:①根据瞬时输入功率变化波形判断CO2焊的过渡形式,若输入瞬时功率峰值波动比较稳定,输入功率峰值变异系数较小,当输入功率峰值变异系数小于15%,则焊接过程为滴状过渡;若瞬时输入功率峰值波动较大,输入功率峰值变异系数较大,当输入功率峰值变异系数大于25%以上,并成周期性变化,则焊接过程为短路过渡;②对于CO2焊短路过渡过程,短路频率在80Hz以上,焊接过程相对稳定;若频率越高,焊接过程就越稳定;③对于CO2焊接非短路过渡过程,瞬时输入功率峰值变异系数越小,焊接过程越稳定;④保护气体、焊接速度或气体流量下的焊接过程,焊机瞬时输入功率和输入电流概率密度越集中,焊接过程越稳定。
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