[发明专利]电阻点焊熔核形核动态质量无损检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电阻点焊熔核形核动态质量无损检测方法，适用于常用金属薄板结构材料电阻点焊质量检测。

背景技术

电阻点焊是一种广泛应用于作为汽车制造的焊接方法，一部现代轿车上大约有3000-6000个电阻点焊焊点。因此，电阻点焊焊点质量的检测显得非常重要，焊接过程中高效率的焊点质量传感及其预测对于提高生产效率，优化生产工艺具有重要意义。然而，电阻点焊过程中，熔核的形核过程并不能直接观测到，这为判断电阻点焊焊点质量带来了困难。因此，电阻点焊熔核质量信息的获取对于评价焊接接头质量具有重要的意义。为此，研究者采用多种方法检测熔核形核过程以表征熔核形核质量。

中国专利文献CN1609622A公开的点焊熔核直径的实时检测方法采用如下步骤：取与焊接件相同厚度的焊接试样进行多点点焊，通过测量与计算获得每点的动态电阻曲线；进而获得每点的准稳态电阻值r_D；沿贴合面剖开焊接试样，测量每个焊点的熔核直径d_核；根据每个焊点熔核直径d_核与准稳态电阻值r_D的对应关系，绘制出准稳态电阻值r_D与熔核直径d_核关系曲线；将不同厚度材料的r_D-d_核曲线存储在计算机系统中，当点焊某种材料时，计算机系统先获得该焊点的准稳态电阻值r_D，再与相同厚度材料的r_D-d_核曲线进行比较可获得对应的熔核直径，当熔核直径小于设定的标准值时，判定焊点质量不合格，实现实时检测。

中国专利文献CN101241001A公开的铝合金电阻点焊熔核直径实时检测方法采用如下步骤：采集点焊过程中的电极位移信号，并绘制出电极位移信号曲线图；从所得的电极位移信号曲线上提取出膨胀位移和锻压位移两个特征值；将铝合金焊接试板撕开，对电阻点焊熔核直径进行实测，建立所提取的特征值与实测的熔核直径相对应的样本对，并形成训练集；建立人工神经网络模型，并用所得样本对对模型依据BP算法进行训练，实现从特征值到熔核直径的映射；人工神经网络模型是两个输入、一个输出，中间一个隐层，隐层结点的数目是5的结构，隐层的转移函数为Sigmoid函数，输出层的转移函数为线性函数；将训练好的模型用于铝合金电阻点焊熔核直径的在线实时检测。

中国专利文献CN1220034C公开的多信息融合技术确定铝合金板材电阻点焊熔核面积的方法采用如下步骤：依据小波包变换及其能量谱原理、依据信息熵原理、依据模态分析原理，计算出点焊过程中电极电压、电流、电极位移和声音信号的特征量，建立神经网络模型，由特征量和熔核面积对神经网络模型进行训练。神经网络模型计算出的熔核面积与实测熔核面积对照，确定误差值，调整神经网络模型，直至达到误差要求范围。

在电阻点焊过程中，随着电阻点焊工艺、材料属性发生变化，能量转换的规律将发生相应的变化。尤其是熔核金属发生相变和形变时，会释放一定规律的结构负载声发射信号，且正常形核和非正常形核等情况下，结构负载声发射特征信号会有所不同，这为熔核质量实时传感及动态检测提供了可能。

发明内容

为了更加全面、快捷地对熔核质量进行检验，本发明针对常用金属薄板结构材料的电阻点焊质量检测问题，提供一种容易实施，涉及多个熔核质量指标的实时动态检测方法，具有检测质量全面，检测结果可靠性高，检测方法快捷，检测成本消耗低等优点。

本发明采取以下技术方案：

一种电阻点焊熔核形核动态质量无损检测方法，该方法借助焊接过程中的结构负载声发射实时信号检测电阻点焊熔核动态质量，所述检测方法的步骤如下：

（1）实时采集电阻点焊过程的结构负载声发射信号，并绘制出结构负载声发射信号动态波形图；

（2）由结构负载声发射信号动态曲线提取出电极加载、熔核形核和裂纹生成三个阶段的声发射信号；

（3）分别统计三个阶段声发射信号的振铃数和总能量；