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)激光焊接過程中的許多可能的問題和故障，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)。
