[发明专利]基于激光焊接能量分配的激光穿透焊缺陷检测平台及方法

摘要

本发明公开了一种基于激光焊接能量分配的激光穿透焊缺陷检测平台及方法，根据对穿透焊能量模型的分析，通过搭建激光穿透焊缺陷检测平台，利用光电传感检测模块检测焊区的完整光辐射能量、工件下方背衬底板与接触式振动传感器检测焊缝穿透能量、激光器输出的激光功率信号，在工控机重构完整的穿透焊能量模型与焊接反应区指示信号，实现激光穿透焊缺陷检测。与现有技术相比，本发明检测含括了所有的焊接现象，有效防止检测对象外的焊接现象干扰，减少激光焊接耦合机制对缺陷识别可靠性的影响，利用具有极高采样速率的光电传感器与振动传感器以适应激光焊接耦合作用的高频变化，且具有良好的经济性。

主权项

1.一种基于激光焊接能量分配的激光穿透焊缺陷检测方法，其特征在于，按照下列步骤进行：步骤1：在基于激光焊接能量分配的激光穿透焊缺陷检测平台上，预设穿透焊所需的工艺参数进行多组激光焊接实验；步骤2：在步骤1进行实验过程中，将激光器(1)发生的激光功率信号传输到工控机；并利用激光头(3)外扩光路上的光电检测装置(2)对激光与工件作用产生的光辐射进行采集与传输分光得到可见光辐射与激光反射，利用光电传感器进行光电转换；利用振动传感器(6)采集焊接过程穿透激光能量对背衬底板(5)作用的振动信号，以此间接获得焊缝穿透能量的变化；步骤3：将步骤2得到可见光辐射、激光反射与背衬底板振动的模拟量，经过数据采集模块采样，向工控机(8)输出得到可见光信号、激光反射信号、背衬底板振动信号，并与激光功率信号构建激光焊接能量分配模型；步骤4：利用步骤3中工控机(8)获得的激光焊接能量分配模型数据，根据能量守恒，构建反应区能量指示信号等式：S反应＝aS激光能量‑bS上方金属蒸汽‑cS激光反射‑DS焊接穿透能量其中S激光能量为激光功率信号，S上方金属蒸汽、S激光反射、S焊缝穿透能量为可见光辐射信号，激光反射信号，振动传感器信号；步骤5：在步骤4的基础上，进行多组焊接实验，通过合适的方法对S反应等式中的待定系数a，b，c，D进行确定；步骤6：设置穿透焊所需的工艺参数进行正常激光焊接加工，利用检测平台获得完整能量模型数据与步骤4、5的等式在线获取工件反应能量的指示信号，实现焊接缺陷识别。