摘 要:隨著焊接新技術(shù)、新產(chǎn)品的快速發(fā)展,對(duì)焊接產(chǎn)品的焊接質(zhì)量要求也越來(lái)越嚴(yán)格。焊縫和HAZ 作為接頭的薄弱環(huán)節(jié)倍受關(guān)注,而焊縫的成分、組織和性能主要由焊接化學(xué)冶金過(guò)程決定,這是一個(gè)非平衡的物理化學(xué)冶金過(guò)程。這種非平衡是由于焊接熱源的局部加熱和準(zhǔn)穩(wěn)定溫度場(chǎng)的特性所導(dǎo)致的,因此對(duì)焊接過(guò)程中熱影響區(qū)多點(diǎn)的溫度變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)是顯得極為重要。本文采用LabWindows/CVI 軟件作為軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái),研制了實(shí)時(shí)采集多路焊接熱循環(huán)數(shù)據(jù)的軟件系統(tǒng)。該軟件的開(kāi)發(fā)對(duì)于了解應(yīng)力變形、焊接冷卻相變過(guò)程、接頭組織和提高焊接質(zhì)量都有重要意義,同時(shí)也是制定、評(píng)定和優(yōu)化焊接工藝的重要依據(jù)。
關(guān)鍵詞:焊接熱循環(huán);數(shù)據(jù)采集系統(tǒng);LabWindows/CVI
1. 前言
在焊接生產(chǎn)過(guò)程和科學(xué)研究中,焊接溫度的測(cè)量是一個(gè)重要的研究輔助手段。焊接是一個(gè)不均勻加熱和冷卻的過(guò)程,也可以說(shuō)是一種特殊的熱處理,從而使焊接熱影響區(qū)造成不均勻的組織和性能,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的應(yīng)力和應(yīng)變,焊接工件的溫度場(chǎng)決定了焊接應(yīng)力場(chǎng)和應(yīng)變場(chǎng),是影響焊接質(zhì)量和生產(chǎn)率的主要因素[1,2]。因此對(duì)焊接過(guò)程中熱影響區(qū)的溫度變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)是顯得極為重要。
華北電力大學(xué)機(jī)械系的徐向陽(yáng)[3]等設(shè)計(jì)了由單片機(jī)8031 構(gòu)成的焊接熱循環(huán)測(cè)試儀,該測(cè)試儀可采集、處理和顯示焊接溫度信號(hào),并可打印輸出焊接熱循環(huán)曲線(xiàn)及特征參數(shù)值,其測(cè)試系統(tǒng)硬件電路由單片機(jī)、熱電偶、數(shù)值電路、模擬電路和外圍電路組成。新疆工學(xué)院的祁文軍[4]等研制了微機(jī)控制動(dòng)態(tài)檢測(cè)儀,由傳感器-K 型(鎳鉻一鎳硅)熱電偶、濾波器、OP27高精度運(yùn)算放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器-MC 14433、光電隔離器、單片計(jì)算機(jī)及電源部分組成,并對(duì)3mm 低碳鋼薄板焊接熱循環(huán)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)測(cè)試,繪出了溫度分布曲線(xiàn),同時(shí)應(yīng)用焊接傳熱學(xué)理論建立了相同條件下的溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型,計(jì)算了焊接溫度分布曲線(xiàn)及熱循環(huán)特征參數(shù)。以上的研究均采用單片機(jī)構(gòu)成熱循環(huán)測(cè)試設(shè)備,沒(méi)有充分利用微機(jī)在數(shù)據(jù)處理方面的優(yōu)勢(shì),并未能對(duì)采集到的數(shù)據(jù)作進(jìn)一步的分析處理。另外,使用根據(jù)焊接傳熱學(xué)推倒出來(lái)的數(shù)學(xué)模型也可以計(jì)算焊接熱循環(huán)的主要參數(shù),但這種計(jì)算過(guò)程繁瑣,并且誤差大,很難獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)軟硬件的飛速發(fā)展為焊接熱循環(huán)測(cè)試提供了新的方法和途徑。因此開(kāi)發(fā)出套通過(guò)虛擬儀器就能監(jiān)測(cè)出焊接時(shí)一定時(shí)間內(nèi)熱影響區(qū)溫度的變化的軟件具有非常重要的實(shí)際使用價(jià)值。