电阻点焊接头熔核面积的预测
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焊接时间 为 ２ ０周 波 时 ， 特 征 区 域 及 熔 核 的 面 积 变 各
化 情 况 如 图 ４ 所 示 。 以 看 出 ， 电 流 从 ３ Ａ增 大 ａ 可 当 ｋ 到 ５ Ａ 时 ， 特 征 值 及 熔 核 面积 均 逐 渐增 大 。 ｋ 各 当电 流 达 到 ５ Ａ 之 后 ， 着 热 量 输 入 的 剧 烈 增 加 ， 化 的 ｋ 随 熔 液 态 金 属 逐 渐 增 多 ， 于 相 同 的 电极 压 力 ， 流 越 大 对 电 形 成 的压 痕 越 深 ， 而 使 得 压 痕 区面 积 Ｓ 逐 渐 减 小 ， 从 增 势 变 缓 。 ５ 与 熔 核 面积 均 随 着 电 流 的增 大 而 而
研究与设计
张志 芬 等 ： 阻点 焊 接 头 熔 核 面 积 的 预测 电
第 ３期
板厚 ， 一尺 寸 为 １０ｒｍ￣ ０Ｉ１ 的低 碳钢 以搭接 统 ０ ａ ３ Ｉ ＴＴ Ｉ
的 方 式 进 行 点 焊 实 验 。 后 将 上 下 两 母 材 沿 中 间 贴 焊 合 面 横 向 切 开 ， 采 用 自行 搭 建 的 图 像 采 集 系 统 获 并
ｂ电 流 为 ７ｋ Ａ
持 续 升高 。 当 焊 接 电 流 ４ｋ 焊 接 时 间 ２ Ａ， ０周 波 ， 极 压 力 电 从 ０ ａ 化 到 ０５ ａ时 ， 特 征 区 域 及 熔 核 面 ３ ＭＰ 变 ．ＭＰ 各 积 的 变化情 况如 图 ４ ｂ所 示 。 中 可 以 看 出 ， 有 的 从 所 面 积 值 均 随 着 电 极 压 力 的 增 大 而 增 大 ， 核 的 面 积 熔 值 与 Ｓ 非 常接 近 ， 于 Ｓ 与 之 间。 ｚ 介 ，
定 对 分 类 中 相 似 性 和 相 似 程 度 标 准 的选 择 。 Ｖ 的 Ｓ Ｍ
后粘 附在接 触表 面 的铜合 金 ， 区和 一号 区域 为 卜 该
下 电极 头 直 接 接 触 区 。 号 环 区 在 形 态 特 征 上 主 要 二 表 现 为 从 三 号 环 区 呈 梯 度 下 降 到 一 号 区 平 面 的 一 个 圆弧 面 的过 渡 区 。 号 区域 为焊 点 的 中心 区 ， 一 是 在 卜 电极 头 、 、 、 多 种 作 用 和 拘 束 状 态 下 的 下 电 热 力 熔 核 区表而 成像 。
性 能主要 受核 参数 和误 差惩 罚因子 Ｃ的影 响 ， 者 两
只 有 相 互 配 才 能 获 得 优 良 的推 广 能 力 ［ 以三 个 同 ５ １ 。
心 圆 的面积 值作 为 Ｓ Ｍ 模 型 的输 入参 量 建立 熔 核 Ｖ
面 积 的评 判 模 型 。
・
７ ‘ ３
研与 计 究 设
分 别 为 ４ｋ 及 ７ｋ 时 ， 得 焊 点 及 其 横 截 面 处 熔 Ａ Ａ 所 核 的表 面图像如 图 １ 所示 。 中 可看 ｍ ， 核 和 焊 点 从 熔 的表 面积 均 随着 电 流 的 增 加 而 增 大 ， 电流 为 ７ Ａ 时 ， ｋ 焊 接 发 生 内部 喷 溅 ， 焊 点 表 面 形 成 较 深 的 压 痕 。 且 在 形 核 过 程 热 和 力 作 用 下 焊 点 表 面 图 像 呈 现 出 特 有 的 形 状 特 征 ， 焊 点 表 面 图 像 划 分 为 ３个 区 域 ， 将 如
∞ 如 ∞ 如 加 ｍ ∞
雹焊钗
加 ０
Байду номын сангаас
第０ ４卷
将 所得焊 点的熔核 分为三个 等级 。 ２列出 了不 同 表
点 及 其 熔 核 表 面 图像
口 区
图 ２
一 ｌ 号 ｘ ＿ 域
二 号 环 区
号 环
３ 建 立熔 核 面 积 的 Ｓ ＶＭ 评 判 模 型
支 持 向量 机（ｖ ） 一种 基于统 计 学 习理论 的 ｓ ｍ是
模 式 识别 方 法 ， 解决 小 样 本 、 线 性及 高 维 模 式 在 非
图 ２ 所 示
软 件下 采 用像 素 法 提取 焊 点 表 面 图像 中各 圆 的面 积 ， 为 、 Ｓ， 记 Ｓ 、，同时计算 ｍ截 面熔核 的 面积 Ｓ 。
曩一
图 ３ 特 征 参 量 提 取 示 意
当 电流 从 ３ Ａ 变 至 ７ｋ 电极 压 力 为 ０４ Ｐ ， ｋ Ａ， ．Ｍ ａ
液 态 金 属 在 电 极 头 挤 压 下 向 周 罔 扩 散 同 时 受 到 同 态 金 属 阻 碍 而 形 成 的 。 号 环 区 伴 有 铜 电 极 被 污 损 二
非 线性 的映 射到 一个 更高 维 的空 间里 ， 使得样 本 在 该 空 间 内线 性 可分 ， 之后 求 取最 优 线 性分 类 面 。 核 函数类 型 的选 择 ， 于支 持 向量 机 非 常 重要 ， 对 它决
识 别 问题 中 表 现 出 许 多 特 有 的 优 势 。 基 本 思 想 是 其 通 过 定 义 适 当 的 内 积 函数 ， 训 练 数 据 从 输 入 空 间 将
焊 点 表 面 图 像 特 征 区
ｊ 号 环 区 以 外 的 黑 色 环 区 主 要 是 表 面 金 属 被
高 温 氧 化 烧 损 形 成 。 号 环 区 呈 现 为 一 个 略 高 于 试 三 样 未 焊 区平 面 的 拱 形 环 状 凸 起 ， 要 是 由 于 熔 化 的 主
２ 特 征 参 量 的 提 取
为便 于 提取 图像 中 的特征 参量 ， 将焊 点表 面 图
像 简 化 为 如 图 ３所 示 的示 意 图 。以半 径 分 别 为 。 ， 尺 及 Ｒ 的 ３ 同心 圆面 积 值作 为特 征 参 量 。 Ｐｏ ｓｏ ３ 个 在 ｈｔｈｐ ｏ
取焊点及 其横截 面处熔 核 的表面 图像Ｈ 基 于 Ｍａａ ， Ⅱｂ 软件对数字 图像 进行 灰度化和均衡化预处 理 。 电极压力 ０ Ｐ ， 接时 间 ２ ． ４Ｍ ａ焊 ０周 波 ， 接 电流 焊
化 情 况 如 图 ４ 所 示 。 以 看 出 ， 电 流 从 ３ Ａ增 大 ａ 可 当 ｋ 到 ５ Ａ 时 ， 特 征 值 及 熔 核 面积 均 逐 渐增 大 。 ｋ 各 当电 流 达 到 ５ Ａ 之 后 ， 着 热 量 输 入 的 剧 烈 增 加 ， 化 的 ｋ 随 熔 液 态 金 属 逐 渐 增 多 ， 于 相 同 的 电极 压 力 ， 流 越 大 对 电 形 成 的压 痕 越 深 ， 而 使 得 压 痕 区面 积 Ｓ 逐 渐 减 小 ， 从 增 势 变 缓 。 ５ 与 熔 核 面积 均 随 着 电 流 的增 大 而 而
研究与设计
张志 芬 等 ： 阻点 焊 接 头 熔 核 面 积 的 预测 电
第 ３期
板厚 ， 一尺 寸 为 １０ｒｍ￣ ０Ｉ１ 的低 碳钢 以搭接 统 ０ ａ ３ Ｉ ＴＴ Ｉ
的 方 式 进 行 点 焊 实 验 。 后 将 上 下 两 母 材 沿 中 间 贴 焊 合 面 横 向 切 开 ， 采 用 自行 搭 建 的 图 像 采 集 系 统 获 并
ｂ电 流 为 ７ｋ Ａ
持 续 升高 。 当 焊 接 电 流 ４ｋ 焊 接 时 间 ２ Ａ， ０周 波 ， 极 压 力 电 从 ０ ａ 化 到 ０５ ａ时 ， 特 征 区 域 及 熔 核 面 ３ ＭＰ 变 ．ＭＰ 各 积 的 变化情 况如 图 ４ ｂ所 示 。 中 可 以 看 出 ， 有 的 从 所 面 积 值 均 随 着 电 极 压 力 的 增 大 而 增 大 ， 核 的 面 积 熔 值 与 Ｓ 非 常接 近 ， 于 Ｓ 与 之 间。 ｚ 介 ，
定 对 分 类 中 相 似 性 和 相 似 程 度 标 准 的选 择 。 Ｖ 的 Ｓ Ｍ
后粘 附在接 触表 面 的铜合 金 ， 区和 一号 区域 为 卜 该
下 电极 头 直 接 接 触 区 。 号 环 区 在 形 态 特 征 上 主 要 二 表 现 为 从 三 号 环 区 呈 梯 度 下 降 到 一 号 区 平 面 的 一 个 圆弧 面 的过 渡 区 。 号 区域 为焊 点 的 中心 区 ， 一 是 在 卜 电极 头 、 、 、 多 种 作 用 和 拘 束 状 态 下 的 下 电 热 力 熔 核 区表而 成像 。
性 能主要 受核 参数 和误 差惩 罚因子 Ｃ的影 响 ， 者 两
只 有 相 互 配 才 能 获 得 优 良 的推 广 能 力 ［ 以三 个 同 ５ １ 。
心 圆 的面积 值作 为 Ｓ Ｍ 模 型 的输 入参 量 建立 熔 核 Ｖ
面 积 的评 判 模 型 。
・
７ ‘ ３
研与 计 究 设
分 别 为 ４ｋ 及 ７ｋ 时 ， 得 焊 点 及 其 横 截 面 处 熔 Ａ Ａ 所 核 的表 面图像如 图 １ 所示 。 中 可看 ｍ ， 核 和 焊 点 从 熔 的表 面积 均 随着 电 流 的 增 加 而 增 大 ， 电流 为 ７ Ａ 时 ， ｋ 焊 接 发 生 内部 喷 溅 ， 焊 点 表 面 形 成 较 深 的 压 痕 。 且 在 形 核 过 程 热 和 力 作 用 下 焊 点 表 面 图 像 呈 现 出 特 有 的 形 状 特 征 ， 焊 点 表 面 图 像 划 分 为 ３个 区 域 ， 将 如
∞ 如 ∞ 如 加 ｍ ∞
雹焊钗
加 ０
Байду номын сангаас
第０ ４卷
将 所得焊 点的熔核 分为三个 等级 。 ２列出 了不 同 表
点 及 其 熔 核 表 面 图像
口 区
图 ２
一 ｌ 号 ｘ ＿ 域
二 号 环 区
号 环
３ 建 立熔 核 面 积 的 Ｓ ＶＭ 评 判 模 型
支 持 向量 机（ｖ ） 一种 基于统 计 学 习理论 的 ｓ ｍ是
模 式 识别 方 法 ， 解决 小 样 本 、 线 性及 高 维 模 式 在 非
图 ２ 所 示
软 件下 采 用像 素 法 提取 焊 点 表 面 图像 中各 圆 的面 积 ， 为 、 Ｓ， 记 Ｓ 、，同时计算 ｍ截 面熔核 的 面积 Ｓ 。
曩一
图 ３ 特 征 参 量 提 取 示 意
当 电流 从 ３ Ａ 变 至 ７ｋ 电极 压 力 为 ０４ Ｐ ， ｋ Ａ， ．Ｍ ａ
液 态 金 属 在 电 极 头 挤 压 下 向 周 罔 扩 散 同 时 受 到 同 态 金 属 阻 碍 而 形 成 的 。 号 环 区 伴 有 铜 电 极 被 污 损 二
非 线性 的映 射到 一个 更高 维 的空 间里 ， 使得样 本 在 该 空 间 内线 性 可分 ， 之后 求 取最 优 线 性分 类 面 。 核 函数类 型 的选 择 ， 于支 持 向量 机 非 常 重要 ， 对 它决
识 别 问题 中 表 现 出 许 多 特 有 的 优 势 。 基 本 思 想 是 其 通 过 定 义 适 当 的 内 积 函数 ， 训 练 数 据 从 输 入 空 间 将
焊 点 表 面 图 像 特 征 区
ｊ 号 环 区 以 外 的 黑 色 环 区 主 要 是 表 面 金 属 被
高 温 氧 化 烧 损 形 成 。 号 环 区 呈 现 为 一 个 略 高 于 试 三 样 未 焊 区平 面 的 拱 形 环 状 凸 起 ， 要 是 由 于 熔 化 的 主
２ 特 征 参 量 的 提 取
为便 于 提取 图像 中 的特征 参量 ， 将焊 点表 面 图
像 简 化 为 如 图 ３所 示 的示 意 图 。以半 径 分 别 为 。 ， 尺 及 Ｒ 的 ３ 同心 圆面 积 值作 为特 征 参 量 。 Ｐｏ ｓｏ ３ 个 在 ｈｔｈｐ ｏ
取焊点及 其横截 面处熔 核 的表面 图像Ｈ 基 于 Ｍａａ ， Ⅱｂ 软件对数字 图像 进行 灰度化和均衡化预处 理 。 电极压力 ０ Ｐ ， 接时 间 ２ ． ４Ｍ ａ焊 ０周 波 ， 接 电流 焊