[發明專利]用于對激光焊道的質量進行診斷的方法和設備

有效

• 申請號: 201580060610.3
• 申請日: 2015-10-06
• 公開（公告）號: CN107073831B
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: C·摩爾;H·魯馬迪尼;J-G·凱爾比蓋
• 申請（專利權）人: 雷諾股份公司
• 主分類號: B29C65/16
• 分類號: B29C65/16;B29C65/82;B23K31/12;G01N29/11
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 雷明;秘鳳華

本發明涉及一種用于對在兩個塑料零件之間產生的激光焊道的質量進行診斷的方法，所述方法包括以下步驟：a)通過沿所述激光焊道移動超聲波傳感器來測量表征所述激光焊道的一組超聲波衰減；b)從示出了所獲得的所有所述超聲波衰減的圖像中計算所述激光焊道的加權寬度Lp；以及c)將所述加權寬度Lp與預定閾值加權寬度Ls進行比較，如果Lp不低于Ls，則所述焊道被視為可接受的。本發明還涉及用于實現這種方法的設備。

本發明涉及對塑料之間的焊接進行非破壞性測試的領域。本發明涉及一種允許對此類焊接的質量進行診斷的方法，并且涉及實現這種方法的設備。

為了滿足減輕車輛重量和有助于減少CO₂排放的目的，汽車行業已經尤其轉向設計由填充塑料制成的車身零件來取代常規地由金屬薄板制成的零件。

一般使用激光焊接來接合此類塑料零件。使用高溫計來監測這種焊接，所述高溫計捕捉焊接點發射的輻射。這個信號一旦被處理就提供關于所產生的焊道的質量的信息。然而，這種高溫監測裝置隨時間推移會產生誤差或漂移。因而，有必要具有其他監測裝置，所述其他監測裝置允許檢查這些焊接的質量并且允許發現高溫監測系統中的任何誤差或漂移。

最常用的手段之一在于對焊接件的樣本進行破壞性測試，例如通過將其暴露至張力或剪切力。這種類型測試的主要缺點是測試時所使用的零件后續不可使用。為了限制對這種類型測試的依賴，有必要開發非破壞性方法。

為了滿足這個需要，本發明的目的是提供一種用于對兩個塑料零件之間的激光焊接質量進行診斷的方法，所述方法是非破壞性的，以便限制對破壞性方法的依賴。本發明的另一目的是提供一種非破壞性方法，其結果可以與用高溫系統進行監測的結果相關，目的在于檢測任何誤差或漂移，并因而允許細化所述高溫監測系統的校準。

這些目的是借助一種用于對在兩個塑料零件之間產生的激光焊道的質量進行診斷的方法實現的，所述方法包括以下步驟：

a)通過沿所述激光焊道移動超聲波傳感器來測量表征所述激光焊道的一組超聲波衰減；

b)從所述這組超聲波衰減中計算所述激光焊道的加權寬度Lp；

c)將所述加權寬度Lp與預定義加權寬度閾值Ls進行比較，如果Lp大于或等于Ls，則所述焊道被視為可接受的。

因而，根據本發明的方法是基于對一組超聲波衰減的測量。這種測量是非破壞性的并且因此允許在測量之后使用已焊接的零件，這些零件的屬性未被修改。另外，這種測試方法可以被自主地使用并且可以獨自確定激光焊道的質量。這因此允許顯著地限制對破壞性方法的依賴。

這種方法的另一優點在于其使用方便性及其提供的靈活性。確切地，為了進行測試，在已焊接零件之一的一個面上放置超聲波傳感器并沿著接合這兩個零件的焊道移動這個傳感器就足夠了。不需要移動已焊接零件或將其放置在特定位置，也不需要向其施加任何機械應力。另外，可以在焊接之后的任何時間進行這種測試。還可以無限次地重復進行所述測量，例如在懷疑焊接質量的情況下。

根據一個具體實施例，這組超聲波衰減是通過超聲相控陣列技術獲得的。這種技術使用了由形成線性陣列的N個元件組成的傳感器。被施加脈沖以實現電子掃描的這些元件在單次測量中覆蓋激光焊道的整個寬度。因而，不僅測量快速，而且可以精確地測量焊道的寬度。

根據一個實施例，所述加權寬度閾值Ls是通過對從一組塑料零件對獲得的一組加權寬度Lp進行比較而預先定義的，其中，每一對通過激光焊道接合，其中，通過破壞性測試方法從所述塑料零件對獲得結果。

破壞性測量保留用于測試激光焊接質量的參考工具。通過以上述方式進行，精確地確定閾值寬度。另外，借助比如本發明的背景中所介紹的非破壞性方法，對破壞性方法的使用將可能限于樣本并且不直接用于打算最終使用的零件上，例如用在汽車的部件中。

有利的是，所述破壞性測試方法可以包含用于測試張力或剪切強度的方法。

根據一個具體應用，使用以下公式計算所述加權寬度，