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《哈尔滨理工大学》 2009年
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MIG焊电弧声数采硬件系统架构与产生机理研究

温建力  
【摘要】: MIG焊是一种高效、低廉、适应性广的焊接制造技术,它在金属结构制造业中的应用极为广泛。针对焊接过程稳定性和焊接质量在线监控等问题,本文以MIG焊电弧声信号作为研究对象,进行了以下三方面的工作。 利用已有得研究成果,通过市场调研和选型,架构了MIG焊电弧声信号数采硬件系统。系统主要由AWA14423传声器、信号调理模块和PCI-1713采集卡组成。实验测试结果表明,系统已基本具备了对电弧声进行高速多通道实时数据获取,满足了课题需要。同时,整套系统具有对焊接噪声的良好抑制作用。 通过传声器、保护气、熔滴过渡和焊接飞溅实验完成了对电弧声初步探讨。MIG焊电弧声信号频率主要分布在7000Hz以内,其中射滴过渡有两个波形,分别居于1000Hz和6000Hz左右,而射流过渡波形相对集中,能量绝大部分分布在3000Hz~6000Hz范围内。电弧声信号受传声器、保护气和焊接飞溅影响较大,性能良好的传声器在做到对信号的有效辨识的同时,还可以达到对噪声的有效屏蔽;保护气流量过小,电弧燃烧不稳定,电弧声时断时续;过大,容易焊穿,伴有“口哨”声响。焊接飞溅对电弧声信号幅度有增大作用。飞溅源于液态金属的爆破,在局部瞬间气体膨胀,将热能转化为机械能,并以波动形式传播出去。 阐述了电弧声产生机理。电弧声是气体放电的伴生物,是等离子体集体振荡以波形方式传播的结果,也是声源和声道共同作用的产物,其频谱特性主要取决于声道的频率响应。在此基础上,建立了电弧声线性产生模型,采用Levinson-Durbin递推算法提取了电弧声信号的线性预测系数,并用所得系数重构了声波信号,重构信号与原信号保持了波形和频谱特性的一致性。印证了电弧声信号的线性预测分析是对电弧声道系统的一个估计。
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TG434

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【参考文献】
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