信号分析法评价大参数药芯焊丝工艺性

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：总结以上的试验和分析，对钛系药芯焊丝工艺性的评价可以归纳以下三点。1）药芯焊丝CO2气体保护焊在24.5V/190A小焊接参数和25V/300A较大焊接参数下，可以采用短路周期变异系数ν作为判据对药芯焊丝工艺性进行评价。在大小不同的焊接参数下，对DW100、KH-71T、HS502焊丝样品工艺性进行评价得到相对一致的结果，这对于工程上的应用具有实际意义。

本节讨论药芯焊丝CO₂气体保护焊在大焊接电流细熔滴过渡时熔滴不发生短路的条件下，采用对原始数据信号进行去噪处理来进行焊丝工艺性评价的方法^[9，10]。

图6-29是DW100、KH-71T和HS502三种药芯焊丝在送丝速度为210dm/min、电弧电压设置为34V时的电弧电压、焊接电流波形图，看出波形图是一条没有短路特征的波动的线。信号线的波动除了熔滴行为引起的波动以外，还存在由焊接电源、导线、外磁场等因素形成的干扰信号，因此原始的波形曲线实际上是叠加了高频噪声的。

图6-29 药芯焊丝CO₂气体保护焊电弧电压、焊接电流波形图

a）DW100 b）KH-71T c）HS502

注：预设电弧电压34V，送丝速度210dm/min。

小波变换是分析非平稳信号或具有奇异性突变信号的最有效方法^[11，12]，适合对焊接随机信号的分析^[13-15]。图6-30是34V/210dm/min焊接参数下三种药芯焊丝电弧电压、焊接电流平滑处理后的波形图。

图6-30 药芯焊丝CO₂气体保护焊电弧电压、焊接电流平滑处理后波形图

a）DW100 b）KH-71T c）HS502

注：电弧电压34V，送丝速度210dm/min。

在设置电弧电压34V、送丝速度210dm/min的大焊接参数下，对原始波形进行去噪处理后，提取三种药芯焊丝电压变异系数和电流变异系数。变异系数越小，波形曲线波动越小，表明焊丝熔滴尺寸越细小，过渡的频率越高，过渡过程越稳定。因此电压变异系数和电流变异系数可以作为评价大电流不短路过渡时药芯焊丝工艺性的判据。

三种药芯焊丝电压变异系数和电流变异系数的数据见表6-8。

表6-8 三种药芯焊丝电压变异系数和电流变异系数统计数据^[9]

由表中的统计数据看出，对原始波形经过平滑处理后，DW100和KH-71T焊丝电压变异系数ν（U）和电流变异系数ν（I）较低，HS502焊丝电压变异系数ν（U）和电流变异系数ν（I）最大，这一测试结果与在6.2.3节的21.5V/210dm/min焊接参数下三种焊丝测试结果相对数值大小是一致的。

总结以上的试验和分析，对钛系药芯焊丝工艺性的评价可以归纳以下三点。

1）药芯焊丝CO₂气体保护焊在24.5V/190A小焊接参数和25V/300A较大焊接参数下，可以采用短路周期变异系数ν（T_c）作为判据对药芯焊丝工艺性进行评价。

2）焊接电流达到320A以上的大参数时，在作者的试验条件下可以设置焊接电压21.5V、送丝速度210dm/min，直接由汉诺威分析仪提取熔滴过渡周期变异系数对药芯焊丝工艺性进行定量评价。由于在这一参数下电压设置较低，难以得到十分稳定的焊接过程，因此其测试结果仅能作为参考。

3）在焊接电压34V以上、送丝速度210dm/min的大焊接参数下，可以对采集的电弧电压、焊接电流数据信号进行平滑处理，采用电压变异系数ν（U）和电流变异系数ν（I）作为判据，对药芯焊丝工艺性进行定量评价。

在大小不同的焊接参数下，对DW100、KH-71T、HS502焊丝样品工艺性进行评价得到相对一致的结果，这对于工程上的应用具有实际意义。也就是说，在进行焊丝工艺性对比试验时可以选择适中的任何焊接参数进行，得到的测试结果基本上可以反映测试焊丝的工艺水平。但是也应考虑到各厂商同类型的焊接材料牌号繁多，在不同的焊接参数下，其工艺性可能有不同的表现，这是焊接材料具有复杂性特点决定的。作者进行的测试和选择的样品是有限的，但采用的方法和思路对于进一步提高和加深对药芯焊丝工艺性的认识，完善药芯焊丝工艺性的评价方法提供了实践基础。

信号分析法评价大参数药芯焊丝工艺性

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