實時監控激光焊接質量的新技術
发布时间:2023-02-23 05:11:18
作者:銘泰激光_淩編
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发布时间:2023-02-23 05:11:18
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激光焊接是一種適用于金屬和熱塑性塑料連接的焊接工藝。在高度自動化的生産中,例如在汽車工業中,激光已經特別成熟,因爲激光工作時幾乎沒有磨損,速度非�?欤揖群芨�。
但到目前爲止,焊縫的質量只能通過X射線、磁分析方法或從生産過程中分離單個樣品來追溯記錄。若能實時監測焊接質量,這將是一個技術進步。
在傳導焊接中,只有材料的表面是熔融的,而在深熔焊接中,激光束可以快速深入地穿透到材料中,産生一個充滿金屬和氣體蒸氣的小孔,這被稱爲“鎖孔”。
如果“鎖孔”太深,金屬蒸汽的蒸汽壓力會隨著熔融金屬的表面張力增加而降低。“鎖孔”會變得越來越不穩定,最終會崩潰,在焊縫上留下一個小孔——這是材料中不想出現的缺陷。
因此,檢測激光焊縫小孔何時變得不穩定對提高焊縫質量具有重要意義。到目前爲止,還沒有足夠的技術能達到這種程度,只能用光學方法從頂部觀察鎖孔。
由Kilian Wasmer领导的欧洲金属加工厂商协会(EMPA)研究小组现在已经精确探测并记录了激光深熔焊的不稳定时刻。为了做到这一点,他们一方面使用廉价的声学传感器,另一方面测量激光在金属表面的反射。
研究人員表示,在人工智能(卷積神經網絡)的幫助下,組合的數據將在70毫秒內被分析。這使得激光焊接過程的質量可以實時監控。
該研究團隊最近在歐洲同步加速器ESRF演示了他們監測方法的准確性。他們用激光在一個小鋁板上熔化了一個鎖孔,同時用硬X射線對鋁板進行掃描。整個過程用了不到百分之一秒的時間,由一台高速X光攝影機記錄下來。