[發(fā)明專利]基于光譜分析的激光焊T型搭接接頭間隙的在線檢測方法

有效

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• 申請日: 2014-03-06
• 公開（公告）號: CN103878479A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 孟威;李鑄國;蘆鳳桂;張軻;黃堅;吳毅雄
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B23K26/03
• 分類號: B23K26/03;G01B11/14
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種基于光譜分析的激光焊T型搭接接頭間隙的在線檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）采用包含能夠采集波長為500-600nm光信號的光譜儀（8）、光纖（7）、探頭（5）、計算機（10）、二維可調平臺（6）的檢測系統(tǒng)；將工件（3）放置在焊接工作臺上，隨焊接工作臺一起移動，激光頭（1）固定不動，側吹氣體裝置（2）的氣體方向與焊接方向相同；光譜儀（8）通過光纖（7）與探頭（5）連接并通過數(shù)據(jù)線（9）與計算機（10）連接；探頭（5）放置在二維可調平臺（6）上進行垂直方向調節(jié)，使探頭（5）距激光（1）入射位置500-800mm并高出試樣（3）上表面2-2.5mm；焊接過程等離子體光譜信號經(jīng)光譜儀（8）送入計算機（10），并實時觀察不同波長的等離子體波動情況；利用計算機（10）中的Origin軟件對所采集的等離子體光譜信號進行傅里葉變換，計算得到等離子波動的幅頻特性，找出其峰值頻率，并定量分析該峰值頻率與焊接間隙（4）之間的對應關系；

（2）根據(jù)上述等離子體信號強度的峰值頻率與間隙量的對應關系，通過對焊接過程中等離子體信號的實時采集及后續(xù)處理能夠實現(xiàn)間隙量的定量和定性檢測。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于光譜分析的激光焊T型搭接接頭間隙的檢測方法，其特征在于，還包括在焊接開始前選取工藝參數(shù)，所述工藝參數(shù)為激光功率、焊接速度、離焦量及間隙量和鋼板厚度。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于光譜分析的激光焊T型搭接接頭間隙的檢測方法，其特征在于，所述光譜儀（8）的采集頻率不小于100HZ。

4.根據(jù)權利要求1或3所述的基于光譜分析的激光焊T型搭接接頭間隙的檢測方法，其特征在于，光譜儀（8）的波段分辨率為0.05nm，積分時間為4ms。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于光譜分析的激光焊T型搭接接頭間隙的檢測方法，其特征在于，采用波長為523.2nm、527.2nm和561.6nm的等離子信號計算峰值頻率，將采集到的不同時間的波長為523.2nm、527.2nm和561.6nm等離子信號和時間數(shù)據(jù)導入Origin軟件，利用Origin軟件進行傅里葉變換，得到等離子體信號的幅頻特性，找出等離子體信號強度的峰值頻率及其與間隙量的對應關系。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于光譜分析的激光焊T型搭接接頭間隙的檢測方法，其特征在于，所述步驟（1）和步驟（2）的等離子體信號采集過程還包括，進一步調整探頭的位置，如無法采集等離子信號或信號太弱時需調整探頭的位置、探頭與激光束的距離和探頭與水平面和垂直面的角度，直至能夠得到理想的等離子體信號強度；依據(jù)焊接速度和焊縫長度，適當調整采集時間和幀數(shù)，保存等離子體波動隨時間變化的數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于光譜分析的激光焊T型搭接接頭間隙的檢測方法，其特征在于，所述步驟（2）的后續(xù)處理包括：將采集不同時間的等離子體光譜信號強度導入一臺裝有Origin軟件的計算機，對等離子體光譜信號進行傅里葉變換，得到其幅頻特性，依據(jù)峰值頻率的大小判斷間隙量的存在及其間隙量大小。