未来前景不可测，掌握它就等于掌握了未来10年财富密码：激光焊接检测技术（一）

 未来前景不可测，掌握它就等于掌握了未来10年财富密码！激光焊接因其高生产率、自动化焊接和形成高强度焊缝而被用于汽车、造船、航空航天、造船和桥梁建设等许多行业。受热影响的区域的质量高。高能量密度可以分别为100-1000 kW平方毫米，这使得激光束和焊接材料之间的结合非常牢固，特别是在焊接具有锁孔效应的厚板时。因此，高功率激光焊接中的综合控制和质量控制是获得优质产品的关键。 20 多年前，许多研究人员专注于检测激光焊接过程。然而，当时实验室测试的结果并未在公司之间广泛传播。原因是当时的检测设备非常昂贵。此外，仪器的精度不够，检测效率也很低。另外，目前有一些企业使用激光焊接，这也是限制激光焊接控制发展的另一个原因。随着激光价格不断下降，激光焊接变得更便宜，激光焊接技术在焊接行业越来越受欢迎。在批量生产过程中，对焊接过程进行有效的在线监控有助于降低我们的生产成本，提高产品质量。下面我们就来说一说激光焊接检测技术：

激光焊接是激光束与熔融金属相互作用的基本过程。在焊接过程中，激光束通过光纤和相应的光学镜传输。因此，激光焊接过程的在线监督主要关注焊接区域内光辐射能量的信息，研究中使用的探测器大多为光学探测器。近几十年来，由于传感器技术和人工智能技术的飞速发展，激光焊接过程中实时传感器技术的发展取得了巨大的进步。本文档讨论激光焊接过程的在线监督。首先详细介绍激光焊接的物理原理和各种电流测量方法的基础知识。正因如此，多传感器识别的先进技术和人工智能识别技术也近在咫尺。本文介绍了先进传感器技术在激光焊接检测过程中的有效应用，并尝试将人工智能技术融入激光焊接过程。本文的目的是检查当前技术的现状和未来可能的发展。激光焊接控制和自适应过程控制。

激光焊接控制方法的基础

激光焊接的原理

在激光焊接过程中，材料被迅速加热到一定温度，之后熔融金属开始蒸发，并在熔池中心形成一个小孔。如图 1 所示，连续激光焊接过程中的蒸汽压力使小孔保持打开状态。激光焊接的小孔效应目前会产生从小孔注入的金属蒸汽和等离子体云。需要注意的是，不同类型激光器的焊接性能也不同。在 CO2 激光焊接中，只有在使用氦气作为保护气体时才会出现突起。当使用 N2 或 Aria 作为保护气体时，通过 CO2 焊接仅在蒸汽喷嘴处产生等离子气体。在激光焊接中，烟旗仅在最弱的离子等离子体条件下形成。光谱分析中使用的几乎所有峰都是由于使用 Ar 气体作为保护气体时无法检测到的中性金属原子的发展。同时，与钥匙孔接触的高蒸气压会导致大量飞溅。一般来说，焊接现场的电磁辐射可分为三类。第一类是云发出的可见光和紫外光。第二类是激光激活后发出的光。第三类是来自熔池表面的热辐射。激光焊接一体化控制在激光焊接领域一般侧重于熔池、小孔、喷溅、飞溅和辐射信号等特性。激光焊接过程中常见的缺陷是裂纹、气孔、不完全熔透、不完全焊缝、割伤和飞溅。

它可以焊接很厚的材料。

激光焊接可以穿透高达 50 毫米，无需额外材料。一般来说，20,000 W 的激光可以轻松焊接 20 mm 厚的板。另一方面，在多阶段焊接和填充中，焊接深度不受限制。通常，焊缝的厚度不仅取决于材料的特性，还取决于激光的功率。

不同材料的焊接

在工程实践中，不同材料的焊接在技术上和经济上都是不可避免的。在焊接不同材料解决冶金不相容问题的同时，人们也在孜孜不倦地探索焊接不同材料的可能性。使用传统方法的焊接有许多变体，例如： B. 惰性气体焊接、埋弧焊，甚至高能量密度等离子和电弧焊。电子。除了上面提到的合金焊接方法外，还有压力焊接。摩擦焊、电阻焊、钎焊、机械连接等方法避免了熔焊的问题。但是，在高温下，胶焊和锡焊等产品不能提供良好的附着力，并且随着时间的推移会通过测试。解决方案是电子束焊接和激光焊接。这两种焊接工艺引起了极大的兴趣。由于激光焊接不需要真空且适应性强，因此激光焊接无可匹敌。

迄今为止，已通过焊接各种材料（如铝/钢、钢/固体、铜/钢和铜/铝）获得了验证性结果。

复合焊接

混合焊接技术在许多情况下得到了广泛的研究和应用。其中，GMAW激光器因其易于使用和安装在机器人中而被广泛应用于汽车行业。同时，也用于在造船、航空等行业。

光纤传输

激光可以通过光纤以最小的能量损失发送，因此可以远程焊接激光，也可以通过透镜发送激光。这是激光焊接的灵活性优于传统焊接的主要原因之一。

远程焊接

近年来，通过使用允许远程焊接的高精度反射镜和强大的激光器，实现了快速 3D 扫描处理。要远程焊接，只需转动激光头或改变扫描振镜的方向。这大大减少了零件（例如激光头）的空转，并显着提高了加工效率。最新的远程激光焊接技术配备了3D扫描系统和机器人运输系统。

生物

传统的焊接工艺，如 GMAW、埋弧焊等，会散发出不环保或不卫生的有毒有害金属烟雾或颗粒。激光焊接几乎不产生排放。通过安装烟气和排烟设备可以实现零排放。

丰富的光源

激光光源的种类很多，几乎所有波长的光都可以在其波长范围内产生激光来焊接不同的焊接目标，达到满意的焊接效果。焊接最常用的激光源有二氧化碳激光、YAG激光、Nd玻璃激光、Yb:YAG:Nd:YAG、Er:YAG、KrF、ArF、XeCl、半导体（GaAs、InGaAs、GaAlAs、GaN）。等等。我

广泛的应用

激光焊接作为一种重要的新型粘接技术，广泛应用于高强度钢、镀锌钢、铝合金、不锈钢、镍合金和镁合金的焊接。同时，焊接已成为航空航天、汽车、电子、石化、电气、造船等行业的重要工艺。同时在厨卫产品的焊接中起到重要作用。

典型激光焊接控制系统的结构

与传统焊接不同，在激光焊接过程中，能量主要通过激光束引入，目前激光束通过玻璃纤维和光学透镜传输，然后照射到材料表面。基于这种独特的功率传输方法，通过修改激光头的光路结构可以做出几个发现。我们目前专注于激光检查的四种检测方法，并简要介绍每种检测类型。