[發(fā)明專利]圓形焊點(diǎn)多元回轉(zhuǎn)熱激勵(lì)紅外無(wú)損檢測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011296306.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN112255271A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐國(guó)成;于真波;董娟;谷曉鵬;安康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N25/72
• 分類號(hào): G01N25/72
• 代理公司: 吉林長(zhǎng)春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

本發(fā)明涉及一種圓形焊點(diǎn)多元回轉(zhuǎn)熱激勵(lì)紅外無(wú)損檢測(cè)裝置及方法，屬于焊接質(zhì)量控制領(lǐng)域。裝置包括工業(yè)計(jì)算機(jī)、電機(jī)控制卡、高能脈沖氙氣燈、多元回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和紅外熱像儀。步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)空心軸上的高能脈沖氙氣燈進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)行脈沖閃光熱激勵(lì)，在待測(cè)工件表面形成均勻的溫度場(chǎng)。由于待測(cè)工件在焊點(diǎn)區(qū)與板材區(qū)的結(jié)構(gòu)差異，而在待測(cè)工件表面顯示出溫度差異，并通過(guò)紅外熱像儀采集表面的紅外溫度信號(hào)，生成圖像結(jié)果。該方法針對(duì)紅外熱波無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域所存在的熱激勵(lì)不均勻，導(dǎo)致檢測(cè)精度不高等問(wèn)題，將高能脈沖氙氣燈與旋轉(zhuǎn)電機(jī)集成在一起進(jìn)行脈沖閃光熱激勵(lì)，實(shí)現(xiàn)圓形焊點(diǎn)內(nèi)部連接狀態(tài)的高效率、高分辨率的紅外成像和定量測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接質(zhì)量控制領(lǐng)域，特別涉及汽車、軌道車輛、航空航天等技術(shù)領(lǐng)域的一種圓形焊點(diǎn)紅外熱波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，尤指一種圓形焊點(diǎn)多元回轉(zhuǎn)熱激勵(lì)紅外無(wú)損檢測(cè)裝置及方法。

背景技術(shù)

圓形焊點(diǎn)存在于電阻點(diǎn)焊、摩擦焊和塞焊等工藝過(guò)程中，這些焊接工藝被廣泛應(yīng)用于汽車、軌道車輛、航空航天等工業(yè)制造領(lǐng)域。圓形焊點(diǎn)的焊接質(zhì)量直接影響整個(gè)產(chǎn)品的壽命和可靠性。例如電阻點(diǎn)焊在不銹鋼車體焊裝制造過(guò)程中占有極大的比重，是車身制造中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，大量車身構(gòu)件之間的連接都是采用電阻點(diǎn)焊來(lái)完成的。通常每輛不銹鋼車體有高達(dá)一萬(wàn)個(gè)左右的焊點(diǎn)，電阻點(diǎn)焊接頭質(zhì)量直接影響焊接構(gòu)件的可靠性甚至影響整個(gè)車體的使用性能。在無(wú)損檢測(cè)中，由于檢測(cè)條件的限制，傳統(tǒng)的射線、超聲等無(wú)損檢測(cè)技術(shù)因其對(duì)檢測(cè)條件等有較高的要求，不適用于大規(guī)模的檢測(cè)。因而急需采用多元回轉(zhuǎn)熱激勵(lì)的紅外熱波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)圓形焊點(diǎn)內(nèi)部連接狀態(tài)的高效率、高分辨率的紅外無(wú)損檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種圓形焊點(diǎn)多元回轉(zhuǎn)熱激勵(lì)紅外無(wú)損檢測(cè)裝置及方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)階段紅外熱波無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域所存在的熱激勵(lì)溫度場(chǎng)分布不均勻，并且不同材料散熱快慢的差異，將多元高能脈沖氙氣燈與步進(jìn)電機(jī)集成在一起，通過(guò)勻速旋轉(zhuǎn)的高能脈沖氙氣燈產(chǎn)生的溫度場(chǎng)疊加，形成均勻的溫度場(chǎng)。并保持紅外熱像儀始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，接收待測(cè)工件表面的紅外溫度信號(hào)，評(píng)估圓形焊點(diǎn)內(nèi)部的連接狀態(tài)。

本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

圓形焊點(diǎn)多元回轉(zhuǎn)熱激勵(lì)紅外無(wú)損檢測(cè)裝置，工業(yè)計(jì)算機(jī)1與電機(jī)控制卡2相連，電機(jī)控制卡2與步進(jìn)電機(jī)3相連，控制步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)；所述工業(yè)計(jì)算機(jī)1通過(guò)數(shù)據(jù)線與紅外熱像儀6相連，控制紅外熱像儀6進(jìn)行攝像并采集圖像結(jié)果；所述工業(yè)計(jì)算機(jī)1通過(guò)數(shù)據(jù)線與高能脈沖氙氣燈8相連，控制高能脈沖氙氣燈8進(jìn)行脈沖閃光熱激勵(lì)，對(duì)待測(cè)工件表面進(jìn)行加熱；

所述步進(jìn)電機(jī)3為雙輸出空心軸步進(jìn)電機(jī)，通過(guò)螺釘固定到靜支架9上；軸4從步進(jìn)電機(jī)3的雙輸出空心軸中心穿過(guò)，通過(guò)定位銷10與靜支架9相連，通過(guò)內(nèi)軸承11進(jìn)行定位，使軸4與步進(jìn)電機(jī)3的雙輸出空心軸同軸；所述紅外熱像儀6通過(guò)熱像儀固定座5固定在軸4上；所述高能脈沖氙氣燈8通過(guò)多元回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7固定在步進(jìn)電機(jī)3的空心軸上；當(dāng)步進(jìn)電機(jī)3工作時(shí)，其空心軸進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)固定在步進(jìn)電機(jī)3的空心軸上的高能脈沖氙氣燈8進(jìn)行回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而紅外熱像儀6保持靜止；

所述多元回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7是由多個(gè)安裝高能脈沖氙氣燈8的連桿組成；當(dāng)元數(shù)為n時(shí)，即有n個(gè)帶有高能脈沖氙氣燈的連桿連接在步進(jìn)電機(jī)3輸出軸上，任何相鄰的連桿之間夾角相等，均為360°/n，其中n為正整數(shù)。

所述的步進(jìn)電機(jī)3的輸出軸通過(guò)外軸承12與桿件的過(guò)盈配合連接，將步進(jìn)電機(jī)3固定在靜支架9上。

所述的電機(jī)控制卡2通過(guò)數(shù)據(jù)線連接到工業(yè)計(jì)算機(jī)1上，通過(guò)控制工業(yè)計(jì)算機(jī)1產(chǎn)生脈沖信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述的高能脈沖氙氣燈8通過(guò)數(shù)據(jù)線連接到電機(jī)控制卡2，通過(guò)控制工業(yè)計(jì)算機(jī)1使電機(jī)控制卡2產(chǎn)生脈沖信號(hào)，激勵(lì)高能脈沖氙氣燈8進(jìn)行脈沖閃光熱激勵(lì)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種圓形焊點(diǎn)多元回轉(zhuǎn)熱激勵(lì)紅外無(wú)損檢測(cè)方法，包括如下步驟：