[发明专利]一种针对GMAW的熔池振荡频率的检测装置及方法

权利要求书

1.一种针对GMAW的熔池振荡频率的检测装置，其特征在于，该装置包括激光器、反射罩、硅光电池阵列以及信号处理单元；所述反射罩为内表面可发生镜面反射的椭球罩；

所述激光器发射的激光束照射于焊接熔池，并经该焊接熔池反射到所述半椭圆球罩内表面，半椭圆球罩反射出的激光束射到所述硅光电池阵列，所述焊接熔池的激光束反射点以及硅光电池阵列分别位于半椭圆球罩一焦点上；

所述信号处理单元包括信号收集模块以及信号分析模块，所述硅光电池阵列、信号收集模块以及信号分析模块依次电信号连接；其中，所述信号收集模块，用于对硅光电池阵列传输的电压信号进行滤波处理并采集；所述信号分析模块，用于将采集的电压信号转换成熔池振荡时域信号，并对该时域信号进行离散傅里叶变换以得到熔池振荡频率。

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述半椭圆球罩的长轴为58mm、短轴为35mm、极轴为35mm，其内表面喷涂银构成反射镜面。

3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述信号收集模块包括八阶低通巴特沃斯滤波器和数据采集卡；所述八阶低通巴特沃斯滤波器对硅光电池阵列传输电压信号进行滤波处理，并将高于熔池振荡频率的其它频率进行滤除；所述数据采集卡用于收集经所述滤波器处理后的电压信号；其中，所述硅光电池阵列、滤波器、数据采集卡以及信号分析模块依次电信号连接。

4.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述激光器的轴线与焊接熔池正上方的焊枪的轴线位于同一平面，所述激光器发射光束包括可调五线条纹与单线条纹，且激光器与水平面的夹角为30～50度。

5.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，该检测装置还包括用来滤除电弧光及其他外界光源干扰的滤光片，该滤光片设置在硅光电池阵列上；其中，所述半椭圆球罩反射出的激光束穿过滤光片且其焦点位于硅光电池阵列上。

6.一种针对GMAW的熔池振荡频率的检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)通过激光器发射的激光束照射于焊接熔池，并经该焊接熔池反射到半椭圆球罩内表面，半椭圆球罩反射出的激光束射到硅光电池阵列，所述焊接熔池的激光束反射点以及硅光电池阵列的滤光片分别位于半椭圆球罩一焦点上；

(2)对硅光电池阵列传输的电压信号进行滤波处理并采集，将采集的电压信号转换成熔池振荡时域信号，并对该时域信号进行离散傅里叶变换以得到熔池振荡频率。

7.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述半椭圆球罩的长轴为58mm、短轴为35mm、极轴为35mm，其内表面喷涂银构成反射镜面。

8.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述激光器的轴线与焊接熔池正上方的焊枪的轴线位于同一平面，所述激光器发射光束包括可调五线条纹与单线条纹，且激光器与水平面的夹角为30～50度。

9.如权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述半椭圆球罩反射出的激光束穿过滤光片且其焦点位于硅光电池阵列上。