激光焊接实时检测系统的简单介绍

基于光谱仪的激光焊接在线监测技术

等离子体是激光深熔焊接过程中由金属蒸气发生电离作用而形成的，其自身蕴含着丰富的焊接过程动态信息。当激光能量密度大于物质的烧蚀阈值时，物质会从基体中剥离，这一过程中伴随着大量等离子体的产生。等离子体中包含了激发态原子、电子和带电粒子，而入射激光与等离子体相互作用会诱发电磁波。通过采集电磁波信号的光谱、温度等特征数据可以实现对激光加工的在线监测。

Stafe等人通过实验表明，当作用脉冲数在一定范围内时，铝的谱线强度随着脉冲个数的增加线性衰减；当作用脉冲数超出范围后，谱线强度的衰减迅速减缓，这与加工产生的微坑形貌直接相关。由于激光脉冲的不断叠加，微坑直径逐渐大于等离子体羽的流体动力长度，等离子体羽开始沿着径向扩张。后续激光脉冲作用时，等离子体羽的密度和温度逐渐下降，最终以获得的等离子体的发射光谱及其热动力学属性为基础，实现对烧蚀速率和微坑尺寸的在线监测。

Rizzi等人发现入射激光能量的提高导致焊接深度增加，等离子体的温度核心逐渐向工件内部移动并逐渐陷进焊接毛细孔中，此时被光谱仪采集到的等离子体光谱信号实际上是温度较低的等离子体外壳发出的，故实际测得的等离子体光谱强度削弱了。光谱仪可以探测激光加工各种物质时发射的谱线，具有广泛的适应性和较高的测量精度，而且适合对激光微纳加工过程进行在线监测。但是，基于光谱仪的在线监测系统搭建和调试较为复杂、工作距离短、同时使用和维护成本较高，所以在工业上的大规模应用较为困难。

有学者为了确定焊缝的完整性与激光和材料之间的相互作用之间的相关性。利用光谱传感器检测了AZ31B镁合金在零间隙搭接结构下的激光焊接过程中等离子体羽流发出的光谱。利用基于检测光谱的波尔兹曼图法计算了电子温度，并研究了孔隙形成与光谱信号之间的相关性。采用高速电荷耦合器件(CCD)摄像机实时监测激光熔池和锁孔状态。采用绿色激光器作为照明光源，以检测氧化物层对熔融池动态行为的影响。结果表明，检测谱与焊缝缺陷对镁合金激光焊接时焊缝质量的实时监测具有重要的相关性。

激光焊接中产生的等离子体特性与焊缝的穿透状态和由此产生的焊缝性能密切相关。建立了H340LA高强度钢定制轧坯激光深透焊中等离子体羽流和光谱的实时监测平台。采用图像处理方法和光谱处理方法研究了等离子体羽流的穿透与光谱的相关性。焊缝渗透状态分为过度渗透、适度渗透和部分渗透三类，采用基于等离子体羽流谱的多特征反向传播(BP)神经网络模型预测焊缝穿透状态，预测精度为97%，大大高于单特征神经网络模型。本文为实现焊缝穿透的实时控制提供了技术指导。

激光焊接机都有哪些组成部分

一、激光焊接主机：激光焊接的主机主要是用来产生激光束的，它由控制系统、电源，激光发生器，光路部分等部分组成。

二、冷却系统：冷却系统是用来为激光发生器提供出冷却的功能，一般配一到五匹功率的水循环冷水机。

三、激光焊接运动系统：激光焊接中，光束按照焊接的轨迹进行移动，实现焊接的自动化。通过编程方式编写运动控制程序来控制工作台按要求运动，并且其编程系统是经过简化的，操作简单，无需专业技术或学历基础也可快速的掌握。

四、工装夹具：一般在焊接的加工过程中，激光焊接工装夹具主要用来固定焊接的工件，并使其可以在装卸过程的重复进行与定位的重复进行，以便于激光自动的焊接，因而工装夹具是激光焊接生产中必不可少的设备之一，尤其在批量化生产中，工装夹具的设计有没有到位，将会对生产效率和成品率产生直接的影响。

五、观察系统：一般的激光焊接机都配备有观察系统，一般为显微镜或者是CCD显示系统，可对工件进行实时的观察，利于在编程时精确定位和在焊接过程中检验其效果。——汉高机械

激光焊缝跟踪传感器和视觉焊缝跟踪传感器的区别是什么啊？

激光焊缝跟踪器

采用智能实时焊缝跟踪技术、非接触式跟踪模式，通过传感器测量焊缝偏移，引导并控制焊枪定位，避免因工件位置偏差、热变形等造成的焊接缺陷。

视觉焊缝跟踪器

视觉检测焊缝 ，相当于人眼观测，是在视觉焊缝跟踪器实际应用的技术积累基础上，采用双目成像原理升级研发而成。

激光焊缝跟踪，什么是激光焊缝跟踪

主要使用激光器、光学传感器和中央处理器，利用光学传播与成像原理，得到激光扫描区域内各个点的位置信息，通过复杂的程序算法完成对常见焊缝的在线实时检测。对于检测范围，检测能力以及针对焊接过程中的常见问题都有相应的功能设置。设备通过计算检测到的焊缝与焊枪之间的偏差，输出偏差数据，由运动执行机构实时纠正偏差，精确引导焊枪自动焊接，从而实现对焊接过程中焊缝的智能实时跟踪。

光学焊缝跟踪的优点

1.确保安全焊接和完美焊缝

2.降低热负荷

3.提高生产率

4.可以使焊枪处于理想位置

5.可补偿生产、设备和操作公差

6.对于复杂的焊件，可减少编程工作

7.可实现一致的和可复现的连接

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