1 中车南京浦镇车辆有限公司, 南京 210031
2 华中科技大学 材料科学与工程学院, 武汉 430074
为了识别激光焊接过程中间隙和错边缺陷, 采用自身搭建的光纤激光焊接在线监测系统, 实现不锈钢焊接过程中等离子体可见光信号及熔池红外光信号的实时监测, 并利用滤波和短时傅里叶变换的信号处理方法对不同缺陷的光信号进行数据分析。得到了信号时域频域随焊接缺陷的变化规律, 当出现间隙缺陷时, 可见光信号时域幅值从1.5V降至0.2V, 1000Hz~4000Hz频率成分缺失, 红外光信号时域幅值由3.5V降至1.0V, 2000Hz~7000Hz频率成分缺失; 当出现错边缺陷时, 可见光信号时域幅值从2.0V降至0.5V, 红外光信号时域幅值由4.0V降至0.5V, 两者0Hz~1000Hz频率成分均缺失。结果表明, 可见光信号与红外光信号与激光焊接状态存在一定的相关性, 利用光信号的幅值与频率的变化可以有效地识别激光焊接过程中的缺陷。这对实际生产具有一定的应用价值。
激光技术 激光焊接实时监测 光信号 短时傅里叶变换 laser technique laser welding real-time monitoring optic signals short-time Fourier transform
1 南京南车浦镇城轨车辆有限责任公司, 江苏 南京210031
2 华中科技大学材料科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
研究了不锈钢SUS304的激光填丝焊接工艺对焊接质量的影响。研究发现, 随着激光功率的升高, 焊缝由钉状变为“束腰”状, 焊缝熔宽的变化不明显, 焊缝余高逐渐减小;焊接速度的提高使得焊缝变得“细小”, 焊缝宽度减小, 焊接速度的增大也使得焊缝余高的减小;送丝速度增大使得熔宽有一定的减小, 余高增加较为明显, 并且当送丝速度达到3.0 m/min时, 过渡金属不能充分地铺展, 焊缝表面质量较差。在实验设定的参数范围内, 接头拉伸断裂位置均在母材, 焊缝强度能够得到保证。焊缝区由细小的柱状奥氏体枝晶和枝晶间少量的铁素体组成, 焊缝区的显微硬度在230 HV左右, 高于母材(约190 HV)。
激光填丝焊 送丝速度 焊缝强度 组织分析 laser filler wire welding wire feed rate weld strength microstructure analysis
