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資料自适應核的圖支援向量機雷射焊接品質監控分别有哪些? 雷射焊接是傳統電弧焊工藝的長期競争者,因為它具有更深的焊接熔深,

作者:老黑扒點事

資料自适應核的圖支援向量機雷射焊接品質監控分别有哪些?

雷射焊接是傳統電弧焊工藝的長期競争者,因為它具有更深的焊接熔深,可以提高焊接接頭的機械性能。這種方法還有幾個額外的優點,例如更低的功耗、更窄的熱影響區 (HAZ) 和更高的焊接速度。

遺憾的是,雷射焊接也存在缺陷,尤其是氣孔和裂紋,兩種類型的缺陷都可能發生在雷射焊接的兩種主要狀态中;傳導和鎖孔後一種狀态的特征是液相中存在狹窄的過熱蒸汽毛細管。

小孔焊接的好處是工件之間的材料融合更好 ,但由于蒸氣通道在高穿透深度下的高度不穩定性,它更容易出現缺陷。是以,用于品質監控的原位和實時方法具有最大價值。

目前,還沒有可靠的方法來現場和實時檢測孔隙和裂縫,在實際應用中,品質控制是在事後進行的,這通常基于對焊接接頭橫截面的孔隙率、飛濺、咬邊和根部下垂的分析。顯然這種方法具有破壞性和耗時性,不适合工業化大規模生産。

非破壞性替代方法還包括使用主動方法的驗屍分析,主要方法是:X 射線斷層掃描、超聲檢測和磁感應分析 (MIA) . 由于大規模和昂貴的安裝,X 射線層析成像的使用受到很大限制。

此外資料處理的計算複雜性還不适用于實時操作,超音波檢測是一種主動檢測方法,它檢測工件對注入的超音波的響應。這種方法的缺點是空間分辨率取決于波長,是以會遺漏特定尺寸以下的缺陷。

此外它對缺陷方向很敏感,由于工藝區産生的強烈白噪聲的存在,這種方法适用于現場監測在技術上受到限制。MIA 是基于工件局部磁感抗的測量,目前存在一些技術問題,不允許将這種方法應用于原位監測。它們是:低穿透深度、對缺陷方向的高敏感性、來自熔化相的弱響應,這些在現實生活過程中都存在。

開發可靠且具有成本效益的現場實時品質監控系統的挑戰在于雷射焊接工藝的工藝參數、材料和實際品質之間的複雜依賴性,這一點尚未得到澄清。

在可見光和紅外 (IR) 光譜範圍内可檢測雷射焊接過程中來自工藝區的光發射 (OE)。在這兩個範圍内,強度主要是加熱動力學的一個特征。在過去的幾十年中,OE 信号與溫度之間的相關性一直在深入研究,進而開發了許多熱傳播模型。

在現實生活中,這種線上模組化的适用性存在實際限制,原因是直接熱測量隻能從工件表面進行,而深度熱流基于多個模型假設。材料的不均勻性和局部雷射與物質互相作用的不穩定性導緻真實動力學與估計之間的偏差,進而導緻模型不準确。

由于從工藝區發射的激發原子的弛豫,OE 中存在額外的光譜分量,并且在 OE 光譜中觀察到不同的線。這些特性可以作為焊縫熔深的名額,盡管與雷射品質沒有相關性,特别是對于孔隙率和表面下裂紋。

入射光束照射(例如雷射)的背反射 (BR) 會因三種主要實體現象而失真。首先背向(瑞利)散射發生在鎖孔内。接下來在鎖孔/熔體空氣界面處發生菲涅爾反射。最後由于波長在微米範圍内的表面波的存在,來自熔池的光的反射被扭曲。

盡管僅使用 BR 在特定應用中取得了一些積極成果,但現有方法在現實生活條件下運作時缺乏精确性。這主要是由于所應用的信号處理方法。此外,BR 有一個額外的自然限制,因為由于熔池的變形,檢測到的信号僅來自表面,是以不能完全揭示地下動力學。

近年來,被動聲發射 (AE) 方法已用于多個工業過程的品質監測。在雷射焊接過程中,AE 是由于熔池内部的溫度波動和品質傳遞而發生的熔化材料對固體周圍的交變壓力産生的彈性應力波 。

由于這種性質,與 OE 和 BR 捕獲的物質的表面行為相比,AE 捕獲媒體内部物質的體積行為。在幾項研究中檢測單個雷射焊接事件時顯示了 AE 的潛力。成功嘗試将 AE 信号與溫度聯系起來表征不同的雷射與物質互相作用過程,包括雷射焊接。

由此證明了來自雷射羽流的 AE 和 OE 信号之間的相關性,還顯示了 AE 強度與穿透深度的依賴性 ,他們展示了在雷射焊接過程中檢測這些 AE 圖案的可能性。用于監測雷射熔化過程。盡管在提高雷射焊接品質監控方面取得了所有進展,但仍不足以在工業應用中實施。是以為了獲得高效且具有成本效益的雷射焊接現場和實時品質監控,需要在單一架構内進一步開發檢測多個雷射焊接事件。

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