[发明专利]一种金刚线激光焊接方法及系统

权利要求书

1.一种金刚线激光焊接方法，其特征在于，包括：

对断线的两端部进行定位，使两端部相对；

分别对两端部进行断面剪切，清洗；

利用视觉检测模块采集两端部的画面，检测计算两端部的同心度，控制两端部自动调整位置，使两端部同心；

将激光发生模块的目标加热光斑对准由两端部及其周围有限空间所组成的熔池部，并开始激光加热焊接；

监测熔池部的实时温度及实时晶相，根据实时温度调整激光发生模块的加热功率，判断实时晶相图像与目标晶相图像的匹配度是否大于第一阈值，若大于，停止焊接；

打磨焊缝，退火，完成焊接。

2.如权利要求1所述的一种金刚线激光焊接方法，其特征在于，在进行激光加热焊接时，将目标加热光斑对准熔池部，使金属熔化、气化形成受热孔，利用视觉检测模块，判断此受热孔中的蒸汽压力与液体金属的表面张力和重力是否达到平衡，若平衡，控制目标加热光斑沿两端部的焊接方向移动，形成焊缝。

3.如权利要求2所述的一种金刚线激光焊接方法，其特征在于，利用近红外热成像模块监测熔池部，得到近红外图像和热成像图像，根据近红外图像的灰度级与热成像图像的热分布系数，确定激光发生模块的开关占空比参数，根据开关占空比参数调节激光发生模块的发热功率。

4. 如权利要求3所述的一种金刚线激光焊接方法，其特征在于，将焊接周期划分为若干个阶段，根据不同材质的金刚线，针对每一个阶段，确定对应的近红外图像的灰度级常数与热成像图像的热分布系数常数， 设定对应的开关占空比参数，对断线的两端部进行阶段性焊接。

5.如权利要求4所述的一种金刚线激光焊接方法，其特征在于，所述激光发生模块为皮秒激光发生器，利用600nm~700nm波长的激光对断线的两端部进行阶段性焊接。

6.如权利要求5所述的一种金刚线激光焊接方法，其特征在于，针对不同材质、规格的金刚线，分别设定目标晶相图像，所述目标晶相图像被配置为选取一根金刚线，将激光发生模块的目标加热光斑对准所述金刚线的一局部，在该局部达到蒸汽压力与液体金属的表面张力和重力的平衡，并沿着径向方向完成加热后，采集得到的晶相图像。

7. 如权利要求1至6任一项所述的一种金刚线激光焊接方法，其特征在于，将断线的两端部放置于设有V型槽的磁性平台上，利用压块从上至下压住所述断线，并使所述断线的端部伸出于磁性平台设定伸长距离，通过气缸向所述压块施加的压力F[78500*N/（cos a/2）]-（m1+ m）*g，其中，压块质量为m，与磁性平台单位面积所接触的断线的质量为m1，磁性平台中V型槽的夹角为a，在断线与磁性平台的接触面上金刚石颗粒的数量N。

8.如权利要求7所述的一种金刚线激光焊接方法，其特征在于，在对两端部进行断面剪切时，采用双刃环切刀具，沿着断线某一截面的径向方向同时朝内施加剪切力，以使在端部形成垂直于断线轴向中心线的焊接截面。

9.如权利要求8所述的一种金刚线激光焊接方法，其特征在于，在进行打磨焊缝时，利用打磨机构包裹住在熔池部上形成的焊缝，所述打磨机构与焊缝的接触面上内嵌有金刚砂，控制打磨机构进行高赫兹微幅交频振动，消除焊缝中的表面气泡及杂质。

10.一种应用于如权利要求1至9任一项所述的一种金刚线激光焊接方法的焊接系统，其特征在于，包括：

定位机构，用于对断线的端部进行定位，使两端部相对；

剪切机构，用于分别对两端部进行断面剪切；

清洗机构，用于分别对两端部进行清洗；

视觉检测模块，用于采集两端部的画面，检测计算两端部的同心度，控制定位机构带动两端部自动调整位置，使两端部同心；

激光发生模块，用于产生对准由两端部及其周围有限空间所组成的熔池部的目标加热光斑，并进行激光加热焊接；

检测模块，用于监测熔池部的实时温度及实时晶相，根据实时温度调整激光发生模块的加热功率，判断实时晶相图像与目标晶相图像的匹配度是否大于第一阈值，若大于，控制激光发生模块停止焊接；

打磨机构，用于对焊缝进行打磨；

退火机构，用于对焊接打磨后的断线进行退火。