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专利号: 2020110144353
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种激光非熔透焊接焊缝熔深无损检测方法,其特征在于,包括:步骤一:根据焊缝熔深的变化提取焊接过程中不同焊缝熔深对应的声音信号;

步骤二:对所述声音信号进行降噪处理;

步骤三:提取所述声音信号的相关特征;

步骤四:利用所述相关特征和焊接过程中对应的部分焊接工艺参数建立非熔透激光焊接焊缝熔深与所述相关特征和部分焊接工艺参数的数学预测模型;

步骤五:根据所述数学预测模型得到非熔透激光焊接焊缝不同位置的熔深,从而实现非熔透激光焊接焊缝熔深的实时无损检测。

2.根据权利要求1所述的激光非熔透焊接焊缝熔深无损检测方法,其特征在于,所述声音信号为激光熔焊过程中产生的可听声音信号。

3.根据权利要求1所述的激光非熔透焊接焊缝熔深无损检测方法,其特征在于,所述声音信号的相关特征为声压幅值标准差δ和声音信号主频峰频率f。

4.根据权利要求1所述的激光非熔透焊接焊缝熔深无损检测方法,其特征在于,所述部分焊接工艺参数为激光功率和焊接速度。

5.根据权利要求1所述的激光非熔透焊接焊缝熔深无损检测方法,其特征在于,所述数学预测模型为:D=β0+β1δ+β2f+β3LP+β4WS+ε

其中,D代表熔深,δ代表声压幅值标准差,f代表声音信号主峰频率,LP代表激光功率,WS代表焊接速度,β0为回归常数,β1、β2、β3、β4为回归系数,ε为随机误差。

6.根据权利要求1所述的激光非熔透焊接焊缝熔深无损检测方法,其特征在于,所述步骤二对所述声音信号进行降噪处理的过程包括:首先用均值滤波的方法去除声音信号的漂移效应,即提取出所有数据的均值,然后对原始声音信号每个点数据进行均值去除得到去除零漂后的声音信号;

之后采用db5小波对去除零漂后的声音信号进行5层分解并计算出高低频各自的系数,计算出声音信号小波包第三层内各系数的极大模值以及极大模值的平均值,然后在第三层的所有子频带中查找出各子频带的极大模值均值的中的最大值,当极大模值随着小波分析尺度的增大而随之增大并产生峰值时,保留所对应的小波系数的子频带,反之,将没有产生峰值的极大模值区域所映射的子频带小波系数设置为零,根据处理剩下的小波系数对声音信号进行重构,从而过滤掉声音信号中的噪声信号。

7.根据权利要求1所述的激光非熔透焊接焊缝熔深无损检测方法,其特征在于,所述声音信号提取的方法包括:将声音信号采集器安装在激光焊接头上。

8.根据权利要求7所述的激光非熔透焊接焊缝熔深无损检测方法,其特征在于,将所述声音信号采集器以旁轴安装的方式安装在激光焊接头上,声音信号采集器方向朝向熔池。