r>[0021]如圖1所示，該系統(tǒng)由激光1、凸透鏡2、同軸光學傳感器3、側面光學傳感器4、聲學傳感器5、背面?zhèn)鞲衅?、焊接熔池7、被焊接材料8、電荷檢測表9、焊接噴嘴10、惰性保護氣體11、半反射鏡12組成；其中背面?zhèn)鞲衅?安裝在被焊接材料8的背面；被焊接材料8與焊接噴嘴10用導線串聯(lián)，導線中間再串聯(lián)電荷檢測表9 ;側面光學傳感器4與聲學傳感器5安裝在焊接熔池7的一側面；凸透鏡2與同軸光學傳感器3安裝在水平傳到的激光路徑中；半反射鏡12安裝在焊接熔池7正上方并與水平面呈45度角；惰性保護氣體11沿著焊接噴嘴10內側噴射。利用各種傳感器對激光焊接過程中產生的等離子體進行檢測是常用和有效的方法。根據檢測信號的不同，激光焊接質量檢測主要包括以下幾種方式:從檢測裝置的安裝來看，主要包括與激光束同軸的直視檢測、側面檢測和背面檢測。使用的傳感器主要有光電二極管、光電池、CCD和高速攝像機，以及光譜分析儀等。聲音信號檢測。檢測對象主要為焊接過程中等離子體的聲振蕩和聲發(fā)射。等離子體電荷信號。檢測對象為焊接噴嘴和工件表面等離子體的電荷。利用光電傳感器檢測激光焊接過程中等離子體光輻射強度的變化是激光焊接過程監(jiān)測與控制的重要方法之一。利用光電傳感器可以自動檢測出焊接過程中因激光功率、焊接速度、焦點位置、噴嘴至工件表面距離、對接間隙等工藝條件的波動引起的焊縫熔深和成形質量的變化，不僅可以診斷出諸如咬邊、燒穿、駝峰等焊縫成形缺陷，而且在一定工藝條件下還可以檢測焊縫內部質量，例如，氣孔傾向的嚴重程度。在一定激光功率和焊接速度下，只有焦點處于最佳焦點位置范圍時，才可獲得最大熔深和良好的焊縫成形。偏離這個范圍，熔深則下降，甚至破壞穩(wěn)定的深熔焊過程，變?yōu)槟Ｊ讲环€(wěn)定焊接或熱導焊。利用同軸光學傳感器3、側面光學傳感器4、聲學傳感器5、背面?zhèn)鞲衅?對激光焊接過程中產生的等離子體進行檢測是常用和有效的方法。傳感器還要設置具體距離，例如，所述的側面光學傳感器4距離焊接熔池7的中心8?9厘米。所述的聲學傳感器5距離焊接熔池7的中心11?12厘米。氬氣比較便宜，密度較大，所以保護效果較好，所述的惰性保護氣體11為氬氣。本實用新型對激光也進行具體規(guī)定，所述的激光I的波長為1.04?1.07微米。所述的激光I的脈沖寬度為0.2?12毫秒。所述的激光I的脈沖頻率為10?90赫茲。所述的激光⑴的功率密度在104?106瓦/平方厘米。利用各種傳感器對激光焊接過程中產生的等離子體進行檢測是常用和有效的方法。電荷檢測表9檢測對象為焊接噴嘴和工件表面等離子體的電荷。聲學傳感器5檢測對象主要為焊接過程中等離子體的聲振蕩和聲發(fā)射。同軸光學傳感器3、側面光學傳感器4、與背面?zhèn)鞲衅?檢測對象為激光焊接過程中的等離子體(包括工件上方和小孔內部)光輻射和熔池光輻射等。從檢測裝置的安裝來看，主要包括與激光束同軸的直視檢測、側面檢測和背面檢測。使用的傳感器主要有光電二極管、光電池、CCD和高速攝像機，以及光譜分析儀等。
[0022]綜上，本實用新型所設計的多傳感器的激光焊接監(jiān)控系統(tǒng)，可以達到預期的目的。
【主權項】
1.多傳感器的激光焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)由激光(I)、凸透鏡(2)、同軸光學傳感器(3)、側面光學傳感器(4)、聲學傳感器(5)、背面?zhèn)鞲衅鳌?、焊接熔池(7)、被焊接材料⑶、電荷檢測表(9)、焊接噴嘴(10)、惰性保護氣體(11)、半反射鏡(12)組成；其中背面?zhèn)鞲衅?6)安裝在被焊接材料(8)的背面；被焊接材料(8)與焊接噴嘴(10)用導線串聯(lián)，導線中間再串聯(lián)電荷檢測表(9);側面光學傳感器(4)與聲學傳感器(5)安裝在焊接熔池(7)的一側面；凸透鏡(2)與同軸光學傳感器(3)安裝在水平傳到的激光路徑中；半反射鏡(12)安裝在焊接熔池(7)正上方并與水平面呈45度角；惰性保護氣體(11)沿著焊接噴嘴(10)內側噴射。2.根據權利要求1所述的多傳感器的激光焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的激光(I)的波長為1.04?1.07微米。3.根據權利要求1所述的多傳感器的激光焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的激光(I)的脈沖寬度為0.2?12毫秒。4.根據權利要求1所述的多傳感器的激光焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的激光(I)的脈沖頻率為10?90赫茲。5.根據權利要求1所述的多傳感器的激光焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的激光(I)的功率密度在104?106瓦/平方厘米。6.根據權利要求1所述的多傳感器的激光焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的惰性保護氣體(11)為氬氣。7.根據權利要求1所述的多傳感器的激光焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的聲學傳感器(5)距離焊接熔池(7)的中心11?12厘米。8.根據權利要求1所述的多傳感器的激光焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述的側面光學傳感器(4)距離焊接熔池(7)的中心8?9厘米。
【專利摘要】本實用新型涉及激光焊接系統(tǒng)，具體涉及多傳感器的激光焊接監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)由激光、凸透鏡、同軸光學傳感器、側面光學傳感器、聲學傳感器、背面?zhèn)鞲衅?、焊接熔池、被焊接材料、電荷檢測表、焊接噴嘴、惰性保護氣體、半反射鏡組成；其中背面?zhèn)鞲衅靼惭b在被焊接材料的背面；被焊接材料與焊接噴嘴用導線串聯(lián)，導線中間再串聯(lián)電荷檢測表。采用本實用新型可以可焊接難熔材料如鈦、石英等，并能對異性材料施焊，效果良好：結構精巧，設備造價適中，使用安全可靠，具有一定的經濟適用價值；焊接質量好而且自動化程度高，節(jié)省大量人力物力。
【IPC分類】B23K26/21
【公開號】CN204934867
【申請?zhí)枴緾N201520631102
【發(fā)明人】岳睿, 彭安華, 鄧小龍, 金琦淳
【申請人】岳睿
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年8月15日