一種焊接質量監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于石油工程技術領域，尤其涉及一種焊接質量監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]激光/電弧復合焊技術具有焊接速度快、焊接熔深大、橋接能力好、焊縫力學性能好、一次焊層厚、節(jié)約焊材等優(yōu)點。但是激光/電弧復合焊焊接設備系統(tǒng)龐大，結構復雜，電弧電壓、送絲速度、激光能量、激光離焦量、激光入射角度、光絲間距等諸多參數(shù)都會影響焊接成型效果和焊接質量。因此需要對焊接過程質量進行在線監(jiān)測。
[0003]目前，管道自動焊接裝備是由人工直接觀察在線監(jiān)測焊接質量，這種監(jiān)測方式一方面不能適應激光/電弧復合焊較高的焊接速度，無法觀察內部熔合情況，且不能記錄監(jiān)測數(shù)據(jù)；另一方面高能激光還會對人體的眼睛和皮膚造成傷害，雖然有防護裝備，但是應當盡量避免。
【實用新型內容】
[0004]針對現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型實施例提供了一種焊接質量監(jiān)測系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術中的人工觀察焊接質量不精確，且無法避免高能激光對人體傷害的技術問題。
[0005]本實用新型提供了一種焊接質量監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0006]焊槍，所述焊槍用于對焊點進行焊接；
[0007]紅外熱像儀，所述紅外熱像儀用于攝錄所述焊點的熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)；
[0008]圖像采集卡，所述圖像采集卡的第一端口與所述紅外熱像儀的第二端口連接，用于采集所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)，將所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像處理計算機；
[0009]圖像處理計算機，所述圖像處理計算機的第三端口與所述圖像采集卡的第四端口連接，用于分析所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)獲取焊接參數(shù)，將所述焊接參數(shù)與預設的焊接標準相比較，獲取焊點質量評估結果。
[0010]上述方案中，所述圖像處理計算機包括:
[0011]圖像處理器，所述圖像處理器用于對所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)進行分析，獲取焊接參數(shù)；
[0012]質量分析器，所述質量分析器與所述圖像處理器的一端連接，用于將所述焊接參數(shù)與預設的焊接標準相比較，獲取焊點質量評估結果；
[0013]存儲器，所述存儲器與所述圖像處理器的另一端連接，用于存儲所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)。
[0014]上述方案中，所述焊接參數(shù)包括:所述熔池的尺寸、結構以及溫度梯度。
[0015]上述方案中，所述焊槍包括:激光焊槍及電弧焊槍。
[0016]本實用新型提供了一種焊接質量監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:焊槍，所述焊槍用于對焊點進行焊接；紅外熱像儀，所述紅外熱像儀用于攝錄所述焊點的熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)；圖像采集卡，所述圖像采集卡的第一端口與所述紅外熱像儀的第二端口連接，用于采集所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)，將所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像處理計算機；圖像處理計算機，所述圖像處理計算機的第三端口與所述圖像采集卡的第四端口連接，用于分析所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)獲取焊接參數(shù)，將所述焊接參數(shù)與預設的焊接標準相比較，獲取焊點質量評估結果；如此，可實現(xiàn)自動化焊接質量的在線監(jiān)測，提高了監(jiān)測效率及質量，降低漏檢率，為焊接質量提供參考數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型實施例一提供的焊接質量監(jiān)測系統(tǒng)整體結構示意圖；
[0018]圖2為本實用新型實施例一提供的導流板的結構示意圖；
[0019]圖3為本實用新型實施例一提供的防護板的結構示意圖。
[0020]附圖標記說明:
[0021]1-焊槍；2_紅外熱像儀；3_圖像采集卡；4_圖像處理計算機；41_圖像處理器；42-質量分析器；43_存儲器；5_激光傳感器；6_控制器；7_執(zhí)行器；8_導流板；9_防護板；91-第一金屬板；92_第二金屬板。
【具體實施方式】
[0022]為了確保激光/電弧復合焊的焊接質量，提高焊接質量監(jiān)測效率，本實用新型提供了一種焊接質量監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:焊槍，所述焊槍用于對焊點進行焊接；紅外熱像儀，所述紅外熱像儀用于攝錄所述焊點的熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)；圖像采集卡，所述圖像采集卡的第一端口與所述紅外熱像儀的第二端口連接，用于采集所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)，將所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)發(fā)送至圖像處理計算機；圖像處理計算機，所述圖像處理計算機的第三端口與所述圖像采集卡的第四端口連接，用于分析所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)獲取焊接參數(shù)，將所述焊接參數(shù)與預設的焊接標準相比較，獲取焊點質量評估結果。
[0023]下面通過附圖及具體實施例對本實用新型的技術方案做進一步的詳細說明。
[0024]本實施例提供一種焊接質量監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，所述系統(tǒng)包括:焊槍1、紅外熱像儀2、圖像采集卡3、圖像處理計算機4 ;其中，
[0025]所述焊槍I用于對焊點進行焊接；所述焊槍I包括:激光焊槍11及電弧焊槍12。
[0026]所述紅外熱像儀2用于在焊槍I焊接過程中，攝錄所述焊點的熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)及焊縫成型過程；所述圖像采集卡3的第一端口與所述紅外熱像儀2的第二端口連接，當所述紅外熱成像儀2將所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)及焊縫成型過程攝錄完成后，所述圖像采集卡3具體用于:采集所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)及焊縫成型過程，將所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)焊縫成型過程發(fā)送至圖像處理計算機4 ;
[0027]所述圖像處理計算機4的第三端口與所述圖像采集卡3的第四端口連接，當所述圖像處理計算機4接收到所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)后，具體用于:分析所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)獲取焊接參數(shù)，將所述焊接參數(shù)與預設的焊接標準相比較，獲取焊點質量評估結果。這里，所述焊接參數(shù)包括:所述熔池的尺寸、結構以及溫度梯度。
[0028]具體地，所述圖像處理計算機4包括:圖像處理器41、質量分析器42以及存儲器43 ;其中，
[0029]當所述圖像處理計算機4與所述圖像處理器的一端連接，當所述圖像處理計算機4接收到所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)后，所述圖像處理器41具體用于:對所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)進行分析，獲取焊接參數(shù)，將所述焊接參數(shù)發(fā)送至所述質量分析器42。
[0030]當所述質量分析器42接收到所述焊接參數(shù)時，具體用于:將所述焊接參數(shù)與預設的焊接標準相比較，自動獲取焊點質量評估結果；并對檢測異常的焊點的時間、坐標進行記錄，將所述異常的焊點的時間、坐標發(fā)送至存儲器43。
[0031]所述存儲器43用于存儲所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)、所述焊接成型過程的圖像數(shù)據(jù)以及所述異常焊點的時間、坐標數(shù)據(jù)。
[0032]這里，當所述圖像處理計算機4檢測到所述焊點的焊接參數(shù)不滿足所述焊接標準時，還用于:提取所述焊點的焊接時間、焊接位置信息，分析所述焊點的焊接時間及所述焊接位置存在的缺陷，為焊接質量檢測提供參考數(shù)據(jù)。
[0033]當操作人員需要離線分析時，所述圖像處理計算機4還用于:
[0034]讀取所述存儲器43中存儲的所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)，對所述熔池紅外熱成像數(shù)據(jù)進行離線分析，獲取離線分析信息；并通過幀播放所述熔池紅外熱成像過程及焊接成型過程，為不同材料、不同參數(shù)的焊接工藝提供數(shù)據(jù)參考。
[0035]另外，為了解決在高速焊接時，確保所述復合焊焊槍與所述焊縫保持動態(tài)對的精度，保證焊縫成型效果和焊接質量。本實施例提供的焊接質量監(jiān)測系統(tǒng)還包括:激光傳感器5、控制器6、執(zhí)行器7、導流板8及防護板9。其中，
[0036]所述激光傳感器5與所述圖像處理計算機4的第五端口連接，所述激光傳感器5采集到焊縫的第一位置圖像信息及第二位置圖像信息，將所述第一位置圖像信息及第二位置圖像信息發(fā)送至圖像處理計算機4。
[0037]具體地，所述激光傳感器5投射到焊縫上的特定頻率的激光條紋經過濾光片過濾其他頻率干擾光線后由電荷親合元件(CCD，Charge-Coupled Device)成像單元攝取包含焊縫參數(shù)的圖像信息。所述焊縫參數(shù)包括:所述焊縫的橫向偏差、縱向偏差、所述焊縫的對口間隙以及所述焊縫的錯邊量。
[0038]在焊接過程中，當所述圖像處理計算機4接收到所述第一位置圖像信息及第二位置圖像信息時，所述圖像處理器41首先根據(jù)所述第一位置圖像信息及所述第二位置圖像信息計算所述焊縫的橫向偏差、縱向偏差；根據(jù)所述第二位置圖像信息獲取所述焊縫的對口間隙以及所述焊縫的錯邊量，根據(jù)所述對口間隙及所述錯邊量擬合計算激光輸出功率控制量。
[0039]具體地，所述圖像處理器41利用激光功率控制函數(shù)擬合計算激光輸出功率控制量。
[0040]因所述復合焊具有大熔深、橋接能力好的特點，因此可以適應較大的錯邊量，所述錯邊量的值具體可以為:0?2mm。但如果所述錯邊量超過2mm，就需要增大所述復合焊的激光輸出功率控制量。
[0041]一般來說，透焊雙面Imm坡口鈍邊需要IKW的激光輸出功率，因此，在焊縫內部成型時，所需第一激光輸出功率P1可以根據(jù)公式(I)得出。
[0042]P1= P0*(1+1/2*C) (I)
[0043]其中，在公式⑴中，所述Ptl為基礎功率，所述C為錯邊量。
[0044]進一步地，因所述復合焊的激光束的聚焦直徑一般為0.33mm，當坡口鈍邊較小時，所述激光束可以適應的對口間隙