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原文传递基于超声回波特征的电阻点焊接头缺陷识别

论文题名：	基于超声回波特征的电阻点焊接头缺陷识别
关键词：	电阻点焊;超声波检测;回波特征值;缺陷识别;焊接头;汽车车身
摘要：	汽车车身是一个由百余种、甚至数百种薄板冲压件联接而成的复杂结构件。电阻点焊以其低成本，接头质量高、生产效率高、便于实现自动化等优点，成为轿车车身装配的主要连接方法。由于点焊形核过程的封闭性和过程控制的复杂性，很难在不破坏焊点的情况下进行点焊缺陷检测识别。导致了点焊质量缺陷检测识别较为困难。但目前小样本抽样检测和焊后破坏检验的滞后性并不能确保每一辆车身焊接接头的合格率都达到要求，不得不增加大量冗余焊点。超声波检测作为一种无损检测的手段，在保证焊点完整的条件下，为焊点质量在线检测和缺陷识别提供的可能。其原理是利用超声波在金属介质中传播时发生反射、透射和衰减的传播特性，将反射回来的信号以振幅相对时间方式加以显示，形成衰减的往复回波序列用于评估焊点质量。超声检测的回波信号中含有大量与点焊接头缺陷性质有关的信息。实现缺陷识别的关键在于能否有效地将反映缺陷性质的特征信息从超声回波中提取出来, 并给予正确的解释。本文首先在分析超声回波传播特性的基础上，遴选超声回波波形特征值；结合力学性能试验和微观组织检验确定点焊接头缺陷对应的回波特征值最优范围；最终建立基于回波特征值的点焊缺陷识别检测系统。试验结果为超声波检测方法能够在实际生产中的广泛应用提供数据指导。主要完成内容有： 1.回波波形特征值的提取及分析。利用多脉冲反射式超声检测技术，采集点焊接头的相关回波信息。在归纳了不同点焊接头缺陷检测回波波形的不同规律和特点的基础上，选取回波信号中衰减率、底面回波波峰间隔、有效回波数、最小增益、及中间回波峰值五个特征值，对其选择理由进行分析和说明，实现点焊接头缺陷的快速识别。 2.回波波形特征值的实验确定。通过建立一个实验系统得到不同材料点焊接头缺陷对应的超声回波波形五个特征值范围。实现利用特征值快速识别缺陷，减小人为因素对检测结果的影响。实验采用两种常规破坏性检测方法，通过拉伸试验和金相检验在力学性能和微观形貌两方面对相关试件进行对比试验，验证利用回波特征值识别缺陷的准确性。 3.基于回波特征值的点焊缺陷识别。利用Scan Master swi-100超声检测系统，结合了以上实验所得到的不同材料，不同厚度点焊接头超声检测回波波形，以及所选取五个特征值具体数值的基础上。建立一个数据库系统，实现了对不同材料、不同厚度点焊接头缺陷超声回波波形及特征值的添加、快速查询、维护的功能。实现对点焊接头缺陷的快速、准确、有效地检测及识别。实验结果表明，利用回波特征值进行缺陷评价不仅检测速度快、结果可靠。随着识别技术的不断研究的深入，利用超声回波特征值识别点焊缺陷的技术，必将在生产和实践中得到越来越多的应用。
作者：	王俊强
专业：	车辆工程
导师：	陈关龙
授予学位：	硕士
授予学位单位：	上海交通大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文