电子束焊信号采集系统及其特征研究

发布时间：2022-07-19 13:29

　　高真空电子束因具有单位能量大,加热位置和半径可以精确控制等优势已经在电子器件、航空航天和压力容器等领域取得了一定应用。作为一种焊接难焊接材料的方法,电子束焊接在过程监控很好的情况下,可以得到稳定的焊缝质量和焊接强度,如果控制不良,焊缝质量和焊接强度将难以保证,因此对电子束焊接过程以及焊缝质量进行实时采集和监控显得尤为的重要。首先本文设计了一整套电子束焊动态过程信号采集系统包括硬件和软件2个部分,其中硬件部分包括传感采集模块、信号处理模块2个模块。传感采集模块负责收集焊缝处正上方8个位置的空间电荷并形成微电流信号。信号处理模块为一个信号控制盒,里面装有8组无感电阻和微信号放大电路负责把微电流信号转换成电压信号并放大。软件部分为显示分析模块包括登陆界面,采集界面和查询界面3个界面,负责将得到的电压信号实时显示并对波形和数据进行储存以方便之后的调用和处理分析。为了验证采集系统的可行性,用从0开始到4mA以0.2mA的间隔增大的电子束流打在铝合金板上,根据电子总数守恒定律得到由空间电荷形成的电流加上板上的电流近似等于原始束流验证了整个采集系统的可行性。接着将整个电子束焊动态过程信号采集系统运用... 

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 电子束焊接
        1.2.1 电子束焊接技术概述
        1.2.2 电子束焊接技术国内外研究现状
        1.2.3 铝合金电子束焊接技术研究现状
    1.3 电子束传感器研究现状
    1.4 电子束焊缝质量监控研究现状
    1.5 本文研究内容
2 电子束焊动态过程信号采集系统硬件设计
    2.1 硬件整体方案设计
    2.2 传感采集模快
        2.2.1 传感器中电子射程计算
        2.2.2 电荷采集装置
        2.2.3 托架支撑装置
    2.3 信号处理模块
        2.3.1 电荷传感放大装置设计
        2.3.2 AD620型放大电路
        2.3.3 放大电路校准
    2.4 数据采集卡
        2.4.1 USB-4711A数据采集卡
        2.4.2 数据采集卡设置与校准
    2.5 本章小结
3 电子束焊动态过程信号采集系统软件设计
    3.1 软件整体方案设计
    3.2 登陆界面软件
        3.2.1 登陆界面操作流程
        3.2.2 登陆界面模块设计
    3.3 数据采集界面软件
        3.3.1 采集界面操作流程
        3.3.2 采集界面程序设计
        3.3.3 USB-4711A数据采集卡DAQ设置
        3.3.4 波形显示框图设置
        3.3.5 焊接工艺卡储存功能设置
    3.4 历史查询界面软件
        3.4.1 查询系统操作流程
        3.4.2 历史数据查询模块设计
    3.5 本章小结
4 电子束焊动态过程采集系统的信号特征研究
    4.1 信号采集系统的可行性验证试验
        4.1.1 系统验证试验材料及方法
        4.1.2 系统验证试验分析
    4.2 信号采集系统操作流程
    4.3 信号采集系统焊接工艺试验
        4.3.1 焊缝对应编号及方向标定
        4.3.2 焊板缺陷对焊缝质量影响及波形反馈
        4.3.3 焦点位置对焊缝质量影响及波形反馈
        4.3.4 焊接速度对焊缝质量影响及波形反馈
    4.4 焊缝质量评价
    4.5 本章小结
5 优质焊缝的获得与性能测试
    5.1 焊缝规律判据表的应用
    5.2 优质焊缝对应的波形反馈
    5.3 焊缝性能测试分析
        5.3.1 拉伸强度分析
        5.3.2 显微组织分析
        5.3.3 显微硬度分析
    5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]6061铝合金激光-MIG复合焊中能量比影响的研究[J]. 张威,叶兵,祁小勇,王维新,刘巨峰.  激光技术. 2018(04)
[2]5052铝合金激光焊接接头组织和性能研究[J]. 续敏,李向荣,杨化林.  热加工工艺. 2017(01)
[3]铝-铜真空电子束扫描焊接接头力学性能分析[J]. 郑森,程东海,陈益平,胡德安.  热加工工艺. 2016(15)
[4]电子束焊机穿透束流的监控方法及应用研究[J]. 郭喜如.  装备制造技术. 2015(12)
[5]电子束焊接缺陷产生机理及原因分析[J]. 李强,杨冬,王大勇.  东方汽轮机. 2015(02)
[6]铝合金激光焊接[J]. 李小婷,朱宝华.  电焊机. 2015(02)
[7]LabVIEW与普通数据采集卡连接在伺服电机参数测试方面的应用[J]. 李海军.  数字技术与应用. 2014(07)
[8]电子束填丝工艺对堆焊焊缝成形的影响[J]. 赵健,张秉刚,李晓鹏,冯吉才.  焊接学报. 2014(05)
[9]AL6061铝合金厚板电子束焊接性能分析[J]. 乔红超,赵吉宾.  机械设计与制造. 2014(02)
[10]2A12铝合金搅拌摩擦焊工艺性能研究[J]. 姬生星,周友龙,曾菲圆,田博.  焊接技术. 2013(11)

博士论文
[1]电子束填丝焊接熔化过渡行为及铜/钢焊接研究[D]. 赵健.哈尔滨工业大学 2015

硕士论文
[1]PAAM过程参数监控及层间温度影响规律研究[D]. 张天齐.南京理工大学 2017
[2]钛合金/不锈钢电子束钎焊界面组织及接头性能研究[D]. 杨忠波.哈尔滨工业大学 2013



本文编号：3663501