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用于激光焊接过程中自适应控制的创新焊缝跟踪
日期:2019-07-11浏览量:1110来源:

国外去年开始开发和测试新的焊缝监测和跟踪系统。该系统正在开发中,以便能够进行过程监控和故障识别,目的是减少航空航天工业中激光焊接结构的焊后检查负担。

项目背景

激光焊接在制造高价值,安全关键应用时具有显着优势 - 提供低失真和高性能的连接方式。

然而,窄的工艺公差可能使维持焊接质量成为一项挑战。未能监控和控制零件准备和清洁度,零件放置和接缝装配以及工艺本身的参数都可能导致焊接缺陷。

国外一家公司去年正在通过开发一个能够实时接缝检测,检查和跟踪,多传感器过程监控以及基于这些传感器信号的观察变化,可能的设置,设备或自动警报的系统来应对这一挑战。

该项目在现有的焊缝发现,检测和跟踪系统中,结合内置LED同轴照明以及焊缝和焊接区域的成像,以及与传感器嵌入式输送光纤的即插即用兼容性获得用于额外的过程监控。

具体而言,该项目中的TWI角色是建立该系统的操作和功能的专有技术,并确定其故障检测功能,然后协助在GKN验证此性能,并确认其用于减少依赖昂贵且耗时的离线无损检测。

工作计划

PERMANOVA在BIT ADDICT的软件开发支持下,开发出一种激光焊接头,内置高强度绿色LED接缝/工艺区照明。然后使用具有匹配的窄带通滤波器的同轴连接的CMOS相机在焊接之前或焊接期间获得接缝的视图,用于检查和跟踪目的。

该相机还能够观察和记录(当前为100fps)入射激光束与被焊接材料之间的相互作用点的同轴图像。为了进一步保证,头部本身还监测和记录关键光学元件的温度,以及盖玻片的健康状况(散射光和温度)。

TWI正在设计和执行一系列迭代焊接试验,使用该设备处理与GKN有关的材料和材料厚度,以确定该系统的性能并指导其进一步发展。

进一步的发展是该系统还能够与(以高达1000Hz的速率)通信的传感器光纤通信并记录数据。使用适当的光纤,还可以在焊接期间监测诸如反向散射激光辐射量和来自处理区域的光发射的信号。

通过适当的系统培训,焊后视频回放和传感器信号评估可用于焊接质量和/或故障确定。信号和图像分析程序还提供了实时故障诊断的方法。

这些分析表明,该系统能够检测激光焊接过程中的许多可能的问题和故障,包括:

接缝位置不正确。

关节配合不良。

盖住载玻片污染。

焊接过程中使用的光束功率不正确。

部分和完全渗透之间的变化。

焊接过程中使用的焦点不正确。

气体屏蔽不足。


注:本文内容来源于互联网。


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