[发明专利]一种激光焊接工艺的质量控制方法

说明书

本发明公开了一种激光焊接工艺的质量控制方法，本发明激光焊接过程监测与质量控制一直是激光焊接领域研究和发展的一个重要内容，利用电感、电容、声波、光电、视觉等各种传感器，通过人工智能和计算机处理方法，针对不同的激光焊接过程和要求，实现诸如焊缝跟踪、缺陷检测、焊缝成形质量监测等，并通过反馈控制调节焊接工艺参数，从而实现高质量的自动化激光焊接过程。

技术领域

本发明涉及机械激光焊接技术领域，其中所涉及一种激光焊接工艺的质量控制方法。

背景技术

在激光深熔焊时，由于熔池要形成较深的小孔，焊接如采用恒定功率，焊接收尾时会产生收尾缺陷，因此对一般焊接而言，焊接终止点的激光功率要渐降控制；如果激光功率能够数控调整，采用变功率调整，在收尾时功率由高变低，可以减少焊接裂纹、凹坑等缺陷的产生。

发明内容

本发明为了解决上述问题，从而提供一种激光焊接工艺的质量控制方法。

本发明该方法的具体实施步骤如下 ：

第一步：光信号检测。检测对象为激光焊接过程中的等离子体（包括工件上方和小孔内部）光辐射和熔池光辐射等。从检测装置的安装来看，主要包括与激光束同轴的直视检测、侧面检测和背面检测。使用的传感器主要有光电二极管、光电池、CCD和高速摄像机，以及光谱分析仪等。

第二步：声音信号检测。检测对象主要为焊接过程中等离子体的声振荡和声发射。

第三步：等离子体电荷信号。检测对象为焊接喷嘴和工件表面等离子体的电荷。利用光电传感器检测激光焊接过程中等离子体光辐射强度的变化是激光焊接过程监测与控制的重要方法之一。国内外研究工作表明，利用光电传感器可以自动检测出焊接过程中因激光功率、焊接速度、焦点位置、喷嘴至工件表面距离、对接间隙等工艺条件的波动引起的焊缝熔深和成形质量的变化，不仅可以诊断出诸如咬边、烧穿、驼峰等焊缝成形缺陷，而且在一定工艺条件下还可以检测焊缝内部质量，例如，气孔倾向的严重程度。

具体实施方式

本发明该方法的具体实施步骤如下 ：

第一步：光信号检测。检测对象为激光焊接过程中的等离子体（包括工件上方和小孔内部）光辐射和熔池光辐射等。从检测装置的安装来看，主要包括与激光束同轴的直视检测、侧面检测和背面检测。使用的传感器主要有光电二极管、光电池、CCD和高速摄像机，以及光谱分析仪等。

第二步：声音信号检测。检测对象主要为焊接过程中等离子体的声振荡和声发射。

第三步：等离子体电荷信号。检测对象为焊接喷嘴和工件表面等离子体的电荷。利用光电传感器检测激光焊接过程中等离子体光辐射强度的变化是激光焊接过程监测与控制的重要方法之一。国内外研究工作表明，利用光电传感器可以自动检测出焊接过程中因激光功率、焊接速度、焦点位置、喷嘴至工件表面距离、对接间隙等工艺条件的波动引起的焊缝熔深和成形质量的变化，不仅可以诊断出诸如咬边、烧穿、驼峰等焊缝成形缺陷，而且在一定工艺条件下还可以检测焊缝内部质量，例如，气孔倾向的严重程度。对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。