[发明专利]基于光谱分析的激光焊T型搭接接头间隙的在线检测方法

权利要求书

1.一种基于光谱分析的激光焊T型搭接接头间隙的在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）采用包含能够采集波长为500-600nm光信号的光谱仪（8）、光纤（7）、探头（5）、计算机（10）、二维可调平台（6）的检测系统；将工件（3）放置在焊接工作台上，随焊接工作台一起移动，激光头（1）固定不动，侧吹气体装置（2）的气体方向与焊接方向相同；光谱仪（8）通过光纤（7）与探头（5）连接并通过数据线（9）与计算机（10）连接；探头（5）放置在二维可调平台（6）上进行垂直方向调节，使探头（5）距激光（1）入射位置500-800mm并高出试样（3）上表面2-2.5mm；焊接过程等离子体光谱信号经光谱仪（8）送入计算机（10），并实时观察不同波长的等离子体波动情况；利用计算机（10）中的Origin软件对所采集的等离子体光谱信号进行傅里叶变换，计算得到等离子波动的幅频特性，找出其峰值频率，并定量分析该峰值频率与焊接间隙（4）之间的对应关系；

（2）根据上述等离子体信号强度的峰值频率与间隙量的对应关系，通过对焊接过程中等离子体信号的实时采集及后续处理能够实现间隙量的定量和定性检测。

2.根据权利要求1所述的基于光谱分析的激光焊T型搭接接头间隙的检测方法，其特征在于，还包括在焊接开始前选取工艺参数，所述工艺参数为激光功率、焊接速度、离焦量及间隙量和钢板厚度。

3.根据权利要求1所述的基于光谱分析的激光焊T型搭接接头间隙的检测方法，其特征在于，所述光谱仪（8）的采集频率不小于100HZ。

4.根据权利要求1或3所述的基于光谱分析的激光焊T型搭接接头间隙的检测方法，其特征在于，光谱仪（8）的波段分辨率为0.05nm，积分时间为4ms。

5.根据权利要求1所述的基于光谱分析的激光焊T型搭接接头间隙的检测方法，其特征在于，采用波长为523.2nm、527.2nm和561.6nm的等离子信号计算峰值频率，将采集到的不同时间的波长为523.2nm、527.2nm和561.6nm等离子信号和时间数据导入Origin软件，利用Origin软件进行傅里叶变换，得到等离子体信号的幅频特性，找出等离子体信号强度的峰值频率及其与间隙量的对应关系。

6.根据权利要求1所述的基于光谱分析的激光焊T型搭接接头间隙的检测方法，其特征在于，所述步骤（1）和步骤（2）的等离子体信号采集过程还包括，进一步调整探头的位置，如无法采集等离子信号或信号太弱时需调整探头的位置、探头与激光束的距离和探头与水平面和垂直面的角度，直至能够得到理想的等离子体信号强度；依据焊接速度和焊缝长度，适当调整采集时间和帧数，保存等离子体波动随时间变化的数据。

7.根据权利要求1所述的基于光谱分析的激光焊T型搭接接头间隙的检测方法，其特征在于，所述步骤（2）的后续处理包括：将采集不同时间的等离子体光谱信号强度导入一台装有Origin软件的计算机，对等离子体光谱信号进行傅里叶变换，得到其幅频特性，依据峰值频率的大小判断间隙量的存在及其间隙量大小。