[发明专利]一种GMAW焊接工艺性能的检测分析方法

说明书

本发明公开了一种GMAW焊接工艺性能的检测分析方法，属于GMAW焊接技术领域，本发明采用汉诺威焊接过程分析仪对焊接电压和焊接电流的PDD曲线以及相应的时间参数CFD曲线进行综合处理，准确提取出反映不同工艺条件下的GMAW焊接过程的特征信息，实现焊接过程干扰的类型，时间焊接过程的人工智能监测，以获得高质量的焊接接头，使得在干扰出现产生之前，就实时检测和识别出来，避免了焊件报废和焊后修复，具有巨大的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明属于GMAW焊接技术领域，具体涉及一种GMAW焊接工艺性能的检测分析方法。

背景技术

机械制造业作为国民经济的支柱产业，决定了一个国家的工业生产能力和水平，焊接作为制造也中重要的加工方法之一，更是起着举足轻重的作用。

以往焊接质量主要是通过两种手段来保障。焊前根据工件、材料、性能要求制订合理的焊接工艺，但是焊接过程存在的时变性使得质量无法得到严格保证。焊后可以进行质量检验，对不合格的焊缝，返修或清理之后再重新焊接来保证焊缝质量，但这种检验方法费时费力，况且某些焊接产品，如船舶、桥梁、大型压力容器、航天器材等一些重要的焊接件，是不允许出现焊接质量问题的。因此焊接过程中的在线质量控制就显得尤为重要。

熔化极气体保护焊(GMAW)因其高效、节能和便于实现自动化等特点，已在焊接生产中越来越受到青睐。但是，在自动化焊接过程中，即便是在工艺参数都正确设定的情况下，也可能出现各种随机干扰因素。比如，焊接热变形造成坡口间隙改变、飞溅、焊件上出现油污、熔滴飞溅到喷嘴导致保护气体量不足、送丝时受导电嘴的摩擦阻碍导致送丝速度不均匀、焊接机构稳定性引起的弧长变化等。这些随机因素的出现必然会影响到焊接质量，如果不及时加以监测和调整，不仅造成大量材料和能源的浪费，还给焊后检验和返修带来很大的困难。因此，为保证焊接质量，降低焊后修复成本，提高生产效率，研制有效的干扰因素识别与监测系统意义重大。

发明内容

根据以上热作模具钢现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种GMAW焊接工艺性能的检测分析方法，通过采用汉诺威焊接质量分析仪可以提取出反映焊接过程的特征信号，研究各种工艺条件的GMAW焊接工艺试验，实时测量焊接电压和电流信号，对测试值进行统计处理，得出相应的焊接电压和电流的PDD数值，短路过渡时间的CFD数值，实现对焊接过程的识别，为解决现有技术中关于减少焊件报废和避免焊后修复提供技术支持。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种GMAW焊接工艺性能的检测分析方法，该方法包括数据收集、干扰因素介入数据收集和数据分析，具体步骤如下：

1)数据收集：将电焊机与汉诺威分析仪连接，然后采用短路过渡CO₂焊对样品进行焊接，利用汉诺威分析仪测量电弧电压和焊接电流，并进行数据处理，每次测量20s获得4×10⁶个焊接电压和焊接电流的瞬时值；

2)干扰因素介入数据收集：按照步骤(1)的操作，在干扰因素介入下进行数据收集，其中，干扰因素为保护气流量为12-13L/min、保护气流量为9-10L/min、采用锈板作为样品、焊缝采用堆焊、两样品板接缝处存在间隙或样品板上存在油污中至少4种；

3)数据分析：对收集的数据提取出反映焊接电流、电压及短路时间的概率密度分布和时间频数分布过程变化的平均值、方差和标准方差作为特征值；并利用如下公式进行九维作图，作出各工艺类型的矢量图；

其中，平均值方差标准方差

式中N是样本总数，x_n是第n个样本值。