[发明专利]一种基于动态电阻曲线的电阻点焊焊点质量检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电阻点焊焊点质量检测技术，适用于常用金属薄板结构材料的焊点质量评估，尤其适用于生产现场在线质量检测。

背景技术

电阻点焊是一种广泛应用于汽车制造的焊接方法，在现代轿车的车身金属结构焊接中得到了大量应用。因此，电阻点焊焊点质量的检测非常重要，焊接过程中高效率地对焊点质量进行传感和检测评估对于提高生产效率和焊接质量、节约生产成本具有重要意义。然而，电阻点焊过程中，焊点的形成隐藏于工件之中，并不能被直接观测到，这为对焊接质量进行实时传感以及在线评估焊点质量带来了困难。因此，在生产企业中，通常情况下均在焊后根据质量检验，需要对生产的焊接结构产品抽取一定比例，并进行破坏性实验检测。检测主要针对焊点直径与焊点最大承载力这两个重要指标。其中，检测焊点直径需要撕开焊点焊接结构，测量其宏观尺寸；检测焊点最大承载力，需要进行拉剪强度测试。这样的检测方法不但效率低下，增加了生产成本，且不能保证未检测产品的质量可靠性。因此，电阻点焊过程中焊点质量信息的传感对于利用无损检测方法在线评估电阻点焊焊点质量具有重要的意义。为此，研究者采用多种方法检测焊点以表征其质量。

中国专利文献CN1609622A公开的点焊熔核直径的实时检测方法采用如下步骤：取与焊接件相同厚度的焊接试样进行多点点焊，通过测量与计算获得每点的动态电阻曲线；进而获得每点的准稳态电阻值r_D；沿贴合面剖开焊接试样，测量每个焊点的熔核直径d_核；根据每个焊点熔核直径d_核与准稳态电阻值r_D的对应关系，绘制出准稳态电阻值r_D与熔核直径d_核关系曲线；将不同厚度材料的r_D-d_核曲线存储在计算机系统中，当点焊某种材料时，计算机系统先获得该焊点的准稳态电阻值r_D，再与相同厚度材料的r_D-d_核曲线进行比较可获得对应的熔核直径，当熔核直径小于设定的标准值时，判定焊点质量不合格，实现实时检测。

中国专利文献CN101241001A公开的铝合金电阻点焊熔核直径实时检测方法采用如下步骤：采集点焊过程中的电极位移信号，并绘制出电极位移信号曲线图；从所得的电极位移信号曲线上提取出膨胀位移和锻压位移两个特征值；将铝合金焊接试板撕开，对电阻点焊熔核直径进行实测，建立所提取的特征值与实测的熔核直径相对应的样本对，并形成训练集；建立人工神经网络模型，并用所得样本对对模型依据BP算法进行训练，实现从特征值到熔核直径的映射；人工神经网络模型是两个输入、一个输出，中间一个隐层，隐层结点的数目是5的结构，隐层的转移函数为Sigmoid函数，输出层的转移函数为线性函数；将训练好的模型用于铝合金电阻点焊熔核直径的在线实时检测。

中国专利文献CN1220034C公开的多信息融合技术确定铝合金板材电阻点焊熔核面积的方法采用如下步骤：依据小波包变换及其能量谱原理、依据信息熵原理、依据模态分析原理，计算出点焊过程中电极电压、电流、电极位移和声音信号的特征量，建立神经网络模型，由特征量和熔核面积对神经网络模型进行训练。神经网络模型计算出的熔核面积与实测熔核面积对照，确定误差值，调整神经网络模型，直至达到误差要求范围。

在电阻点焊过程中，依靠焊接电流所提供的能量使待焊接材料界面形核，随着熔核的成核和长大，焊点的动态电阻产生实时变化，这一变化也在很大程度上受到焊接热效应的影响。而焊接热效应主要由流过二次回路的焊接电流产生，随着焊点形成过程变化，焊点两端的电极电压也会发生相应的变化。因此，利用焊接电流和电极电压的时间累积效应即可计算得到焊点形成过程的动态电阻变化。如式(1)所示：

R(t)=U(t)I(t)---(1)]]>