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电阻点焊是一种高效率、低成本、操作简便的焊接方法,也正是具有以上优点使得点焊在工业上得到了广泛的应用,但由于点焊过程中的不稳定性、焊接时间很短、多因素相互耦合等特点影响了焊点的质量和焊接技术的进步。人工进行破坏性试验是目前焊点质量检测的主要方法,这种方法不仅效率低而且浪费材料。随着科技技术的不断进步和对产品质量要求的不断提高,实现焊点质量的实时在线监测与评估,使得焊点质量的评估变得更加快速化、智能化、信息化已成为焊接领域中一个亟需解决的问题和研究的重点。 在点焊中应用最多的材料是低碳钢和铝合金,所以绝大多数点焊质量在线监控技术的研究也都是针对这两种材料进行的。近些年,由于钛合金具有密度小、强度高等特点而广泛应用到航空航天等领域,但国内外对于钛合金点焊质量在线监测的研究确很少,本文以TB2钛合金为对象,进行点焊质量在线监测与评估的研究工作。 钛合金点焊的缺陷主要为飞溅和熔核尺寸偏小,所以本课题主要研究钛合金焊件的这两种缺陷。本研究在工作中建立了具有点焊在线监测与质量评估功能的硬件系统,编写了基于LabVIEW的点焊信息采集和分析程序,建立了焊点信息数据库。在完成了大量实验的基础上分析了缺陷焊点的信号特征,并充分利用钛合金焊点信号特征提出了一种适合于钛合金的焊点质量评估方法,能够评估焊接过程中的每个焊点的质量情况。实现了点焊过程信息的实时显示、自动存储、质量评估等功能,并可以查询历史焊点信息和质量情况。 通过点焊质量监测系统采集到的焊点信息发现,焊点发生飞溅时,由于有金属飞出会引起压力信号剧烈躁动和位移信号下降幅度增大,论文提出了以提取熔核膨胀阶段的压力躁动特征值作为评估焊点是否发生飞溅的依据。研究还发现钛合金的电阻率较大且焊点的熔核情况与其动态电阻有着密切的关系,本论文提出了以动态电阻为特征量作为评估熔核尺寸是否偏小的依据。另外,研究发现飞溅焊点的压力和位移信号在频域上也有一定特征,论文对这两种信号进行了频域分析,这也为焊点的质量评估和信号分析提供了更多的依据。 本监测系统通过大量实验、软件优化和测试验证后,证明质量评估结果准确可靠,现已投入到实际生产的质量监测中,使用效果很理想。