航空航天用铝合金机器人焊接内部气孔缺陷在线检测

航空航天用铝合金机器人焊接内部气孔缺陷在线检测

论文摘要

铝合金机器人钨极氩弧焊(GTAW)是航空航天关键零部件的主要成形制造方法,内部气孔是其典型焊接缺陷。由于它与传感信息的弱相关性,实现准确的在线气孔检测仍极具挑战。利用SEM和EDS对气孔的宏观分布、成分含量及大小进行定性及定量表征,发现了两类内部气孔以及镁元素在气孔产生及长大过程中的重要性。利用主成分分析研究并建立了气孔与氢谱线(656.28nm)之间的强相关关系,提出了基于氢谱线主分量系数(PCoefHS)的气孔在线监测方法,最后通过集成PCA–Tsne技术对不同程度气孔缺陷进行可视化。验证结果表明所提方法可实现对严重链状气孔、中度气孔及无气孔缺陷焊缝的有效检测及可视化表征。

论文目录

  • 机器人焊接系统及多信息采集系统
  •   1试验系统
  •   2焊接试验
  • 气孔微观表征
  •   1无损检测分析
  •   2气孔宏观分布
  •   3气孔成分测量
  • 光谱深度挖掘
  •   1基于PCA的光谱数据挖掘
  •   2基于PCA系数的气孔缺陷特征提取
  •     2.1氢–氩谱强度比值
  •     2.2氢谱线PCA系数PCoefHS
  •     2.3 PCA主分量统计特征
  • 气孔缺陷在线检测及验证
  •   1传统氢–氩谱强度比值法
  •   2提出方法验证
  •   3 Tsne可视化
  • 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张志芬,张林杰,杨哲,任文静,温广瑞

    关键词: 铝合金机器人焊接,内部气孔,在线检测,微观表征,电弧光谱,数据挖掘

    来源: 航空制造技术 2019年Z2期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 西安交通大学机械工程学院航空发动机研究所,西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室

    基金: 国家自然科学青年基金(51605372),中国博士后科学基金面上资助项目(2016M602805),中国博士后科学基金特别资助项目(2018T111052),教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET–13–0461)

    分类号: V261.34

    DOI: 10.16080/j.issn1671-833x.2019.23/24.014

    页码: 14-24

    总页数: 11

    文件大小: 7209K

    下载量: 159

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