模具修復(fù)錘擊力信號(hào)處理及激光熔覆工藝研究.pdf

1、熱作模具在服役過程中,受工作介質(zhì)及交變熱載荷的影響。模具零部件表面易出現(xiàn)疲勞裂紋、腐蝕等,發(fā)生失效,降低了模具的使用壽命,增加生產(chǎn)成本。激光熔覆工藝是一種新型的表面改性技術(shù),在模具失效表面熔覆一層具有優(yōu)良的耐磨性、耐高溫材料進(jìn)行修復(fù),能增加模具的壽命。激光熔覆的冷卻速度較快,在熔覆層中存在較大的焊接殘余應(yīng)力。當(dāng)殘余應(yīng)力呈現(xiàn)為拉應(yīng)力且與外加載荷產(chǎn)生疊加時(shí),就會(huì)促使模具修復(fù)區(qū)域出現(xiàn)裂紋的萌生和擴(kuò)展。錘擊法作為一種簡(jiǎn)單有效的焊接殘余應(yīng)力消除方

2、法,可應(yīng)用在激光熔覆層殘余應(yīng)力的消除中。但錘擊力參數(shù)規(guī)范缺乏有效的標(biāo)準(zhǔn),限制了其在模具修復(fù)中的使用范圍。
　　本文利用錘擊力信號(hào)采集裝置及LabVIEW軟件編制采集程序、設(shè)置采集參數(shù),根據(jù)錘擊方案進(jìn)行錘擊力信號(hào)數(shù)據(jù)的采集,實(shí)現(xiàn)初步量化。針對(duì)模具修復(fù)錘擊力信號(hào)采集噪聲干擾較大的問題,運(yùn)用dbN(db為Daubechies的簡(jiǎn)寫,N表示小波階數(shù))小波對(duì)錘擊力信號(hào)進(jìn)行小波分解低頻系數(shù)信號(hào)重構(gòu),保留信號(hào)的低頻系數(shù),舍棄高頻系數(shù),重構(gòu)后信噪

3、比為10.0778,均方根誤差為0.6633,初步實(shí)現(xiàn)了模具修復(fù)錘擊力信號(hào)的降噪。在dbN小波分解的基礎(chǔ)上進(jìn)行閾值化處理,分析比較四種閾值選取原則下錘擊力信號(hào)的降噪效果,同時(shí)分析比較軟閾值's'與硬閾值'h'的降噪效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明四種閾值原則中'minimaxi'原則降噪效果最好,軟閾值降噪效果優(yōu)于硬閾值降噪;從宏觀波形及降噪?yún)?shù)分析,兩種方法都能實(shí)現(xiàn)對(duì)錘擊力信號(hào)的噪聲濾除,但閾值法要優(yōu)于dbN小波,dbN小波降噪后出現(xiàn)了信號(hào)失真現(xiàn)象

4、;此外軟閾值法還能較大程度的還原原始信號(hào)在突變點(diǎn)處的細(xì)節(jié)特征,避免了信號(hào)的失真,保證了模具修復(fù)錘擊力信號(hào)后續(xù)計(jì)算準(zhǔn)確性。
　　本文在錘擊力降噪量化的基礎(chǔ)上,利用小功率激光器先進(jìn)行錘擊消除焊接殘余應(yīng)力的初步激光陶瓷熔覆工藝實(shí)驗(yàn),將SiC陶瓷顆粒熔覆在H13鋼基體上,利用金相顯微鏡、掃描電鏡及能譜分析,觀察熔覆試樣的宏觀形貌、微觀組織及成分變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示試樣橫截面上出現(xiàn)了明顯的分區(qū),熔覆層組織無方向性、致密、無明顯的裂紋氣孔,性能