第38卷第4期 2017年4月
焊接学报
TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION
Vol.38No.4 April
2017
基于MATLAB的激光-脉冲MIG复合焊
过程稳定性评价
杜杨，李桓，韦辉亮，薛宽
（1.天津大学天津市现代连接技术重点实验室，天津300072；2.天津市大千管业有限公司，天津300385）摘要：因焊接质量与焊接过程的稳定性有直接关系，且焊接过程中采集到的电信号数量庞大，难以实现有效数据的快速提取，文中提出一种基于MATLAB的激光-脉冲MIG复合焊焊接过程稳定性评价方法．采用电流周期T的均值与标准差评价焊接过程的周期性，峰值电流与基值电流的差值d的均值与标准差来衡量焊接过程的波动性，综合这两方面来评价焊接过程的稳定性.文中进行四组激光-脉冲MIG复合焊验证试验，其电流信号、电弧形态
熔滴过渡和焊缝形貌的分析结果与该评价方法所得结果一致，证明文中提出的评价方法是有效可靠的. 关键词：MATLAB；激光-脉冲MIG复合焊；稳定性评价
中图分类号：TG456.7 0序言
文献标识码：A文章编号：0253-360X(2017)04-0081-05
复性以及周期内电流的离散情况进行深人分析，实现对焊接过程稳定性的有效评价，文中对焊接电流
激光-脉冲MIG复合焊是指将激光焊与脉冲 MIG焊组合起来的一种高效率高质量的焊接方法[1,2].脉冲MIG焊是指焊接电流为脉动变化的焊接方法[3]．在焊接薄板或热输人敏感性大的材料时可采用脉冲电流进行焊接，用低于喷射过渡临界电流的平均电流来达到喷射过渡，便热输人降低，熔滴过渡方式和焊缝成形也可精确有效控制：脉冲MIG 焊中的工艺参数4,3可分为两类，一类是基于电流，峰值电流I、基值电流I.和平均电流1。另一类是基于时间，峰值时间T，、基值时间T.、周期时间T和占空比K等．因为焊接质量与焊接过程的稳定性直接相关，因此对这种含有变动电流的焊接过程的稳定生分析是分析脉冲电弧焊特性的一项重要内容
近年来，很多焊接工作者对焊接过程稳定性进行了分析并已取得很多成果．丁雪萍等人使用周期时间和峰值时间段内电流平均值的标准差和变异系数来衡量焊接过程的稳定性。胡家琨等人了提出焊接过程稳定性指数W.石等人"采用电弧电压概率密度分布中两个峰值的比值作为衡量焊接过程稳定性指标。上述分析均未对电弧电压的周期性进行分析，因此文中从周期入手，对周期的稳定性与重
收稿日期：2015-02-07
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51475325）；天津市应用基
础与前费趋术研究计划资助项目（14JCYBJC19100）：国家科技释掉划（2014BAF12B00）
的评价方法同样可用于评价焊接电压 1方法介绍
文中介绍的稳定性评价方法主要借助MATLAB 软件，对焊接电信号进行数据处理分析．首先，提取焊接电流周期T,进一步分析焊接电流周期T的均值与标准差，从而衡量焊接过程的周期性，然后通过对峰值电流I与基值电流I的差值d的均值与标准差进行分析比较，见式（3）和式（4），以此判断焊接过程的波动性，综合周期性和波动性两个方面，实现对焊接过程稳定性的评价，对焊接电流评价原理如图1所示，
1415
电流
张
67523
Te T,
时间t/s
图1焊接过程稳定性评价方法的原理图
Fig.1
Schematic of accessing method for welding process stability