光纤激光焊接过程中缺陷的监测与诊断

为了识别激光焊接过程中间隙和错边缺陷,采用自身搭建的光纤激光焊接在线监测系统,实现不锈钢焊接过程中等离子体可见光信号及熔池红外光信号的实时监测,并利用滤波和短时傅里叶变换的信号处理方法对不同缺陷的光信号进行数据分析。得到了信号时域频域随焊接缺陷的变化规律,当出现间隙缺陷时,可见光信号时域幅值从1.5V降至0.2V,1000Hz~4000Hz频率成分缺失,红外光信号时域幅值由3.5V降至1.0V,2000Hz~7000Hz频率成分缺失;当出现错边缺陷时,可见光信号时域幅值从2.0V降至0.5V,红外光信号时域幅值由4.0V降至0.5V,两者0Hz~1000Hz频率成分均缺失。结果表明,可见光信号与红外光信号与激光焊接状态存在一定的相关性,利用光信号的幅值与频率的变化可以有效地识别激光焊接过程中的缺陷。这对实际生产具有一定的应用价值。     

激光焊接过程实时监测

在利用小波变换对拾取的激光焊接等离子体的AE(AcousticEmission)信号进行分析的基础上 ,对小波分解后得到的细节信号作进一步处理。在此基础上提取的曲线很好地反映了激光焊接过程的状态变化 ,能够快速地检测到焊接缺陷 ,这说明应用曲线实现激光焊接质量控制是可行的。     

CO2激光焊接拼缝间隙缺陷的同轴实时监测

为了研究不同间隙下激光拼焊的焊缝质量及其对应的信号特征,采用自制同轴传感系统采集提取多种间隙下焊接时的同轴光信号,并对信号进行众数分析、分段功率谱分析和小波分析。结果表明,同轴光信号幅值的众数在不同间隙的焊缝段,聚集在线性可分的不同的区间,可以有效分开焊接质量不同的Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类焊缝;信号的分段功率谱分析能够较为直观地反映焊接状态的变化。同轴光信号小波分解后的第4层逼近信号,可以直观地识别出质量好的Ⅰ类焊缝。同轴光信号的第3层、第4层细节信号可以清晰地辨识出质量低劣的Ⅱ类焊缝。     

激光焊接质量的实时诊断和控制

综述了可用于激光焊接质量实时诊断的各种传感信号，详细描述了激光焊接质量实时诊断和控制技术的发展进程。     

激光切割的实时监测

本文简述了等离子检测、声发射检测及切割前沿射线检测等几种激光切割的实时监测方法，并分析了每种监测方法的优势及不足。     

激光焊接质量实时检测和控制的进展

详细介绍了可用于激光焊接质量控制的声、光、电、热等信号的物理特征。从信号检测、信号分析以及控制技术三个方面详细地综述了目前激光焊接质量的实时检测和控制技术的进展。     

激光焊接缺陷声信号的小波分析

利用小波变换对拾取的激光焊接等离子体的 AE信号进行分析 ,通过对比激光焊接的稳定过程及出现间隙、错边缺陷时的 AE信号 ,发现信号的低频分量在缺陷发生时幅值较正常稳定焊接时有较明显的下降 ;AE信号在 156 2～ 6 2 50 Hz频段部分的能量也存在类似现象。利用小波分解技术能够将信号划分到不同的频带范围这一特性 ,可以实现 AE信号的信息分离 ,从而能够提取AE信号的特征信息 ,进而实现对激光焊接的过程控制。     

基于高密度点云的激光焊接缺陷智能在线检测（特邀）

铝合金薄板激光焊接经常会出现咬边、凹陷等表面缺陷。这两种缺陷由于尺寸小、特征相似,难以通过传统视觉在线检测手段对其进行精确分类和测量。开发了一种基于深度学习缺陷分类-点云测量的在线监测系统,利用高密度的点云数据对缺陷进行识别、分类与测量,解决了上述检测难题。通过双目结构光传感器采集点云数据;利用基于区域推荐网络的卷积神经网络模型识别和定位缺陷;在识别和定位缺陷后,通过对局部缺陷区域的点云进行操作,快速测量缺陷尺寸。高密度点云数据训练的模型的识别准确率达到93%,高于传统二维视觉传感器图像训练的模型。该检测系统在线检测允许的最大焊接速度为316.87 mm/s,适用于大多数激光焊接。     

基于LabVIEW的激光实时监测系统

以降低激光实时监测系统基准点光束漂移为目标,提出了基于LabVIEW的激光实时监测系统.利用激光实时监测装置采集监测信号,LabVIEW软件编程获取基准点与光斑中心偏差量,利用调整光束水平以及垂直方向偏移量实现激光光束自动准直,利用监测信息存储模块缓存以及寄存监测信息,利用多媒体接口接收监测信息存储模块输出监测信息.系...     

双波段信号实时监测高功率激光焊接

记录和分析了高功率激光焊接中工作区的紫外和红外信号，着重分析了双波段信号与离焦量变化的对应规律。     

激光快速成形过程的实时监测与闭环控制

激光快速成形是一个受多因素影响的过程,在开环控制条件下,工艺条件改变时,成形系统不能做出适当地调整,因而无法获得期望的成形效果。为了解决这个问题,国内外研究机构发展了基于实时监测原理的闭环控制系统,通过不断地调整加工工艺,最终获得了几何性能(尺寸精度、表面粗糙度)和力学性能达到设计要求的三维实体零件。本文简要论述了激光快速成形过程的影响因素,并介绍了目前激光快速成形实时监测与闭环控制技术的发展现状,列举了部分监控系统,并对激光快速成形过程的监测与闭环控制系统的进一步发展提出了自己的见解。     

镁合金激光焊接技术的研究现状与发展

简要的介绍了镁合金焊接的难点,综述了近年来国内外镁合金激光焊接的研究进展,分析了镁合金激光焊接的工艺、接头组织、力学性能、主要缺陷及预防措施等,并对镁合金的激光复合焊接技术作了简单介绍,展望了镁合金激光焊接的发展趋势。     

填充热丝激光窄间隙焊接的实验研究

将填充热丝应用到高光束质量、长焦距的光纤激光窄间隙焊接中,不锈钢母材通过激光加热,镍基焊丝通过电流加热,有效利用复合热源的优势,提高了焊丝过渡稳定性和熔覆效率。通过高速摄像机对送丝过程进行在线观察,分析工艺参数对焊丝过渡的影响。研究不锈钢和镍基合金异种金属窄间隙焊接接头的凝固组织,并对焊缝金属进行元素分布扫描。研究发现,由焊丝电流和送丝速度等工艺参数决定的送丝稳定性是影响填充热丝激光焊接质量的最主要因素。对于窄间隙焊接,采用与间隙宽度相当的离焦光斑激光热导焊,可形成较好的侧壁熔合,由熔融金属曲面和侧壁构成的激光反射是侧壁熔合的主要原因。焊缝冷却速度较快,焊缝金属的凝固组织呈明显的对生生长,在坡口侧壁附近其生长方向与侧壁近似垂直,焊缝不存在宏观偏析。在间隙底部直角处容易出现未熔合现象,采用底部圆弧过渡的U型坡口后,可较好地解决底部未熔合问题,获得了无宏观缺陷的焊接接头。     

低浓度的实时定量监测

本文介绍了一个悬浮于液体中的微量物质浓度的监测方法，与通用的化学分析方法相比，可以大大地降低被监测浓度的下限，缩短分析时间，实现低浓度的实时监测。     

异种金属6542钢和65Mn钢激光焊接表面缺陷分析

利用波长1060nm的Nd:YAG激光焊接机对6542高速钢(W6Mo5Cr4V2)和65Mn弹簧钢进行激光拼接试验,以焊后接头表面缺陷为研究对象,针对接头出现的三大主要缺陷提出相应理论对策,以为后续的再试验作出依据,这对生产双金属带锯条及其它同类产品具有实际指导意义。     

激光功率与模式实时监测仪的研究

报道了一种新颖的激光功率与模式实时监测仪的研究结果。该监测仪可同时在线实时检测１０～１５００Ｗ激光功率和激光模式信号。响应迅速且性能稳定,是激光加工中理想的监测设备     

异种金属激光焊接关键问题研究

现代工程结构要求对异种金属材料进行焊接.激光焊接具有密度高、焊缝深宽比大、热影响区窄以及变形小等特点,成为异种金属材料焊接的有效方法.异种金属激光焊接过程包含多种效应,机制复杂.比如,材料性能差异对焊缝微观组织与宏观性能的影响;焊接熔池的形成、演化机制;熔池凝固过程焊接缺陷及残余应力形成等.围绕异种金属激光焊接过程中的关键问题,国内外开展了诸多研究工作,对此进行了全面阐述.在此基础上,指出异种金属材料激光焊接研究中的不足及发展方向.     

激光测距中激光功率实时监测系统设计与实现EI北大核心CSCD

在激光测距过程中,实时获取激光发射功率数据可为后续数据精度处理分析及激光测距系统故障点排查提供重要依据。通过实时测量激光发射链路中的反射镜透射光,利用前期获取的反射镜透射光与反射镜反射光之间的对应关系,采取相对测量的方式获取实时的反射光功率,达到实时监测激光发射功率的效果,并基于中国科学院云南天文台53 cm双筒望远镜激光测距系统搭建实验平台进行验证。实验结果表明,该激光功率实时监测方法能够在激光发射链路无损耗的前提下实时获取激光发射功率;反射光功率与透射光功率具有良好的线性关系,其Spearman相关系数为0.9991,线性关系稳定可靠,满足长时间激光测距的需求;验证了该方法的可行性,可适用于各类空间目标激光测距的激光功率实时监测中。