电、超声波信号复合的电阻点焊质量在线监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电、超声波信号复合的电阻点焊质量在线监测方法及装置，属于电阻点焊质量无损检测领域。将超声波探头固定于点焊上电极内部用于发射/接收超声波信号，压力传感器装入下电极中段实时监测上下电极间压力值，电流传感器、电压传感器在点焊机的输出端监测电流、电压信号。利用电、超声信号建立工件接触状态评估模型和熔核熔化状态分析模型。监测方法为通过对模型的分析来判断预压阶段工件装配情况以及通电阶段点焊接头质量好坏，对异常情况能实现自动报警。优点在于：实现了所有焊点的在线质量监测，从多参数的角度判断点焊接头质量，弥补单一电信号或单一超声信号监测过程中的不足，尽量避免出现误判的情况，使监测结果更加准确可靠。果更加准确可靠。果更加准确可靠。

【技术实现步骤摘要】
电、超声波信号复合的电阻点焊质量在线监测方法及装置


[0001]本专利技术涉及点焊质量在线监测领域，特别涉及一种电、超声波信号复合的电阻点焊质量在线监测方法及装置。

技术介绍

[0002]电阻点焊因具有生产成本低、操作简单、易于实现机械化和自动化的优点被广泛应用在城市轨道列车、船舶及航空航天等领域，因此对电阻点焊质量进行监测和控制至关重要。电阻点焊是将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化状态形成熔核，使之达到金属间结合的一种连接方法。被焊工件中存在大量的薄板装配件，对其施加压力时因被焊工件存在张力容易出现装配不良的情况；点焊熔核的形成过程，时间短且封闭不可见，容易产生虚焊、熔核尺寸不足以及焊接喷溅等缺陷，缺陷的存在使点焊接头强度达不到质量要求，故对点焊接头进行质量控制及检测尤为重要。
[0003]现行的检测方式通常为破坏性抽检和无损检测。破坏性检测需要对随机抽取的焊接试件进行切割、打磨抛光、制备样品、腐蚀、金相观察等步骤，检测结果准确可靠，但检测周期长，材料浪费严重，且抽样检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电、超声波信号复合的电阻点焊质量在线监测方法，其特征在于：将超声波探头(2)内置于点焊上电极(1)中，采集超声信号；将压力传感器(5)内置于点焊下电极(6)中，采集焊接压力信号；采用电流传感器(4)采集焊接电流信号；采用电压传感器(7)采集焊接电压信号；在预压阶段，超声波探头(2)发射/接收超声信号，通过回波特征，判断焊接工件的实际接触状态；当焊接工件接触良好时，由于焊接压力的作用，焊接工件的上、下钢板贴合紧密，部分超声束穿透上、下钢板界面，入射到下钢板中；当焊接工件接触不良时，超声束从上钢板底面反射；同时，压力传感器(5)采集压力信号，根据焊接压力实测值和焊接工件表面的接触状态建立焊接工件预压效果评估模型，判定预压质量；在通电阶段，采集焊接电流信号和焊接电压信号，当电流或电压信号超限时，判定焊接质量不合格；当电流和电压信号均不超限时，计算点焊的热输入量Q，同时超声波探头(2)发射/接收超声信号，通过回波特征，计算液态熔核的熔深D，并根据热输入量Q和熔深D建立熔核熔化状态分析模型，以判定焊接质量。2.根据权利要求1所述的电、超声波信号复合的电阻点焊质量在线监测方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步、建立焊接工件接触状态评估模型，包括以下子步骤：1.1)预压阶段，通过电参数监测获得的电极压力信号及超声波在焊接工件焊接接触面的回波信号特征，分析焊接工件的实际接触状态，以评估点焊工艺条件是否正常；以焊接压力实测值F1及焊接工件接触面处的超声回波信号幅值E1为变量建立工焊接件预压效果评估分析模型Ⅰ，其计算方法为：P＝k1F1+k2E1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中P代表焊接工件预压效果评定指数，F1为预压阶段通过压力传感器实测的电极压力值，E1为预压阶段超声波在焊接工件接触面处回波信号幅值；k1为电极压力校正曲线，k2为超声回波信号校正曲线；通过设定若干组不同预压力，得到其对应预压力下焊接工件接触面处一系列的回波幅值，通过对这些预压值与回波幅值数据进行曲线拟合，得到k1和k2，其中k1和k2均通过焊接系统和实际焊接操作环境确定；1.2)焊接通电阶段，通过电参数监测获得的电流I1及电极间电压信号U1计算点焊过程热输入量Q，通过对熔核熔化阶段超声回波特征信号分析，计算熔深D，分析熔核熔化状态，评估点焊接头质量；以点焊过程热输入量Q及液态熔核上表面、下表面处的超声回波信号幅值E2、E3为变量建立熔核熔化状态分析模型Ⅱ，其计算方法为：Q＝U1I1T0ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐国成，房湘荣，董娟，谷晓鹏，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：