國(guó)外去年開始開發(fā)和測(cè)試新的焊縫監(jiān)測(cè)和跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)正在開發(fā)中，以便能夠進(jìn)行過(guò)程監(jiān)控和故障識(shí)別，目的是減少航空航天工業(yè)中激光焊接結(jié)構(gòu)的焊后檢查負(fù)擔(dān)。
項(xiàng)目背景
激光焊接在制造高價(jià)值，安全關(guān)鍵應(yīng)用時(shí)具有顯著優(yōu)勢(shì) - 提供低失真和高性能的連接方式。
然而，窄的工藝公差可能使維持焊接質(zhì)量成為一項(xiàng)挑戰(zhàn)。未能監(jiān)控和控制零件準(zhǔn)備和清潔度，零件放置和接縫裝配以及工藝本身的參數(shù)都可能導(dǎo)致焊接缺陷。
國(guó)外一家公司去年正在通過(guò)開發(fā)一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)接縫檢測(cè)，檢查和跟蹤，多傳感器過(guò)程監(jiān)控以及基于這些傳感器信號(hào)的觀察變化，可能的設(shè)置，設(shè)備或自動(dòng)警報(bào)的系統(tǒng)來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。
該項(xiàng)目在現(xiàn)有的焊縫發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)和跟蹤系統(tǒng)中，結(jié)合內(nèi)置LED同軸照明以及焊縫和焊接區(qū)域的成像，以及與傳感器嵌入式輸送光纖的即插即用兼容性獲得用于額外的過(guò)程監(jiān)控。
具體而言，該項(xiàng)目中的TWI角色是建立該系統(tǒng)的操作和功能的專有技術(shù)，并確定其故障檢測(cè)功能，然后協(xié)助在GKN驗(yàn)證此性能，并確認(rèn)其用于減少依賴昂貴且耗時(shí)的離線無(wú)損檢測(cè)。
工作計(jì)劃
PERMANOVA在BIT ADDICT的軟件開發(fā)支持下，開發(fā)出一種激光焊接頭，內(nèi)置高強(qiáng)度綠色LED接縫/工藝區(qū)照明。然后使用具有匹配的窄帶通濾波器的同軸連接的CMOS相機(jī)在焊接之前或焊接期間獲得接縫的視圖，用于檢查和跟蹤目的。
該相機(jī)還能夠觀察和記錄（當(dāng)前為100fps）入射激光束與被焊接材料之間的相互作用點(diǎn)的同軸圖像。為了進(jìn)一步保證，頭部本身還監(jiān)測(cè)和記錄關(guān)鍵光學(xué)元件的溫度，以及蓋玻片的健康狀況（散射光和溫度）。
TWI正在設(shè)計(jì)和執(zhí)行一系列迭代焊接試驗(yàn)，使用該設(shè)備處理與GKN有關(guān)的材料和材料厚度，以確定該系統(tǒng)的性能并指導(dǎo)其進(jìn)一步發(fā)展。
進(jìn)一步的發(fā)展是該系統(tǒng)還能夠與（以高達(dá)1000Hz的速率）通信的傳感器光纖通信并記錄數(shù)據(jù)。使用適當(dāng)?shù)墓饫w，還可以在焊接期間監(jiān)測(cè)諸如反向散射激光輻射量和來(lái)自處理區(qū)域的光發(fā)射的信號(hào)。
通過(guò)適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)培訓(xùn)，焊后視頻回放和傳感器信號(hào)評(píng)估可用于焊接質(zhì)量和/或故障確定。信號(hào)和圖像分析程序還提供了實(shí)時(shí)故障診斷的方法。
這些分析表明，該系統(tǒng)能夠檢測(cè)激光焊接過(guò)程中的許多可能的問(wèn)題和故障，包括：
接縫位置不正確。
關(guān)節(jié)配合不良。
蓋住載玻片污染。
焊接過(guò)程中使用的光束功率不正確。
部分和完全滲透之間的變化。
焊接過(guò)程中使用的焦點(diǎn)不正確。
氣體屏蔽不足。
注：本文內(nèi)容來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)。
