[發明專利]一種激光焊接在線檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202010170423.3
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111230299A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 肖曙紅;徐子文
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/06;B23K26/70
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 黃忠

本申請公開了一種激光焊接在線檢測裝置及方法，裝置包括：振鏡單元以及檢測單元；振鏡單元用于對激光器發出的激光進行偏擺，使得激光對準焊接物的焊接部位；檢測單元用于實時檢測焊接時激光的反射光的等離子濃度、激光反射以及溫度。本申請通過采集焊接時激光的反射光的等離子濃度、激光反射以及溫度信號，并對信號進行邏輯判斷，得到焊接的質量優劣，從而消除人員主觀判斷的影響。

技術領域

本申請涉及激光焊接技術領域，尤其涉及一種激光焊接在線檢測裝置及方法。

背景技術

激光焊接具有能量密度大、生產效率高、易于自動化、被焊物件熱形變小、熱影響區小、不局限于導電材料、焊接過程中不產生X射線、不受磁場的影響并且不需要真空的工作條件等特點。然而，實際的激光焊接物件的過程是一個復雜的物理化學過程，它受眾多其它因素的影響和作用。如：材料的融化、蒸發、等離子體的出現。其中，材料融化會形成熔融小孔造成材料表面激光入射角的變化，從而造成菲涅(Fresnel)吸收，使得物件對照射激光吸收率大大提高；等離子體會對激光產生反射、反射、吸收等作用，從而對激光聚焦和激光能量產生一定程度的影響。另外，長期進行激光焊接作業時，光學元器件的長時間受熱，性能會產生變化，光學元器件表面狀態也會因受熱發生表面分布不均勻等影響。除此之外，在長期的激光焊接過程中，機械系統的重復定位精度下降，裝夾治具在長期的操作，運輸過程中產生局部微小變形等因素，從而造成裝夾治具可能存在間隙過大，錯位等裝備缺陷。從而影響激光焊接產品質量。

為了有效檢測激光焊接的質量，現有的技術通過激光器系統、視覺系統、振鏡單元和焊接檢測單元構成了鋰電池電芯焊接的核心部件。使焊接加工更加自動化和可控化，降低了整套自動化設備的成本，實現了快速給出焊接產品質量優劣結果的功能，使焊接過程可控化，無需安排人員進行每個產品質量檢測，從而能夠大幅度減少人員的成本。

然而，目前的許多檢測單元都是停留在視覺外觀檢測，并不能從本質上反映焊接產品質量的優劣，從而造成大量的不合格產品流入市場，給市場帶來不小的安全隱患。

發明內容

本申請提供了一種激光焊接在線檢測裝置及方法，使得消除人員主觀判斷的影響，提高焊接加工的效率。

有鑒于此，本申請第一方面提供了一種激光焊接在線檢測裝置，所述裝置包括：振鏡單元以及檢測單元；

所述振鏡單元用于對激光器發出的激光進行偏擺，使得所述激光對準焊接物的焊接部位；

所述檢測單元用于實時檢測焊接時所述激光的反射光的等離子濃度、激光反射以及溫度。

可選的，還包括激光準直單元；

所述激光準直單元通過光纖與所述激光器相連，用于減小光纖出光時的發散角并完成激光束的塑型。

可選的，所述檢測單元包括第一鍍膜鏡片、第二鍍膜鏡片、第三鍍膜鏡片、濾光片以及聚焦鏡片；還包括等離子探頭、激光探頭以及溫度探頭；

所述第一鍍膜鏡片用于將激光準直后的所述激光進行反射，使得反射后的所述激光進入到所述振鏡單元中；

所述第二鍍膜鏡片用于反射所述反射光至所述等離子探頭，使得所述等離子探頭采集所述反射光中對應的等離子濃度；

所述第三鍍膜鏡片用于反射所述反射光至所述激光探頭，使得所述激光探頭采集所述反射光中對應的激光反射強弱；

所述濾光片用于過濾所述反射光，得到相應波長的所述反射光；

所述聚焦鏡片用于對過濾后的所述反射光進行放大，并將放大后的所述反射光輸入至所述等離子探頭/所述激光探頭/所述溫度探頭，使得所述等離子探頭/所述激光探頭/所述溫度探頭采集相應的信號。

可選的，還包括數據處理模塊；