摘 要:隨著焊接新技術、新產品的快速發展,對焊接產品的焊接質量要求也越來越嚴格。焊縫和HAZ 作為接頭的薄弱環節倍受關注,而焊縫的成分、組織和性能主要由焊接化學冶金過程決定,這是一個非平衡的物理化學冶金過程。這種非平衡是由于焊接熱源的局部加熱和準穩定溫度場的特性所導致的,因此對焊接過程中熱影響區多點的溫度變化進行監測是顯得極為重要。本文采用LabWindows/CVI 軟件作為軟件開發平臺,研制了實時采集多路焊接熱循環數據的軟件系統。該軟件的開發對于了解應力變形、焊接冷卻相變過程、接頭組織和提高焊接質量都有重要意義,同時也是制定、評定和優化焊接工藝的重要依據。
關鍵詞:焊接熱循環;數據采集系統;LabWindows/CVI
1. 前言
在焊接生產過程和科學研究中,焊接溫度的測量是一個重要的研究輔助手段。焊接是一個不均勻加熱和冷卻的過程,也可以說是一種特殊的熱處理,從而使焊接熱影響區造成不均勻的組織和性能,同時也會產生復雜的應力和應變,焊接工件的溫度場決定了焊接應力場和應變場,是影響焊接質量和生產率的主要因素[1,2]。因此對焊接過程中熱影響區的溫度變化進行監測是顯得極為重要。
華北電力大學機械系的徐向陽[3]等設計了由單片機8031 構成的焊接熱循環測試儀,該測試儀可采集、處理和顯示焊接溫度信號,并可打印輸出焊接熱循環曲線及特征參數值,其測試系統硬件電路由單片機、熱電偶、數值電路、模擬電路和外圍電路組成。新疆工學院的祁文軍[4]等研制了微機控制動態檢測儀,由傳感器-K 型(鎳鉻一鎳硅)熱電偶、濾波器、OP27高精度運算放大器、模數轉換器-MC 14433、光電隔離器、單片計算機及電源部分組成,并對3mm 低碳鋼薄板焊接熱循環進行了動態測試,繪出了溫度分布曲線,同時應用焊接傳熱學理論建立了相同條件下的溫度場數學模型,計算了焊接溫度分布曲線及熱循環特征參數。以上的研究均采用單片機構成熱循環測試設備,沒有充分利用微機在數據處理方面的優勢,并未能對采集到的數據作進一步的分析處理。另外,使用根據焊接傳熱學推倒出來的數學模型也可以計算焊接熱循環的主要參數,但這種計算過程繁瑣,并且誤差大,很難獲得準確數據。計算機軟硬件的飛速發展為焊接熱循環測試提供了新的方法和途徑。因此開發出套通過虛擬儀器就能監測出焊接時一定時間內熱影響區溫度的變化的軟件具有非常重要的實際使用價值。