复合传感技术在激光焊接过程质量监测中的应用

激光焊接过程中出现等离子体、羽辉、声音、辐射光、电等信号,通过对这些信号进行研究并与焊接过程的稳定性及焊接缺陷进行关联,可以实现焊接质量的实时监测。对不同监测手段进行对比分析,复合传感器监测技术展现出监测信息丰富,焊接状态识别精确,焊接缺陷预测准确的优势。根据焊接过程质量监测系统复合的传感器种类,将复合传感技术分为多视觉传感器复合技术、多光学传感器复合技术、光学及视觉传感器复合技术、其他复合技术4类,综述了不同传感器复合技术的研究现状及特点,指出光学及视觉传感器复合技术对焊接状态变化敏感、采样速度快、采集信息丰富的优势。介绍了几种可以应用于激光焊接生产线的先进复合传感器监测产品,明晰了复合传感技术应用于激光焊接过程质量监测的问题及未来发展方向。创新点： (1)对不同复合传感技术的特点进行总结及对比分析。(2)对商用复合传感器监测产品的原理进行分析及应用实例介绍。     

数字激光视觉在激光焊和复合焊接中的应用

为了获得更高焊接速度下的焊接高质量,激光焊接或激光电弧复合焊接通常需要自动化的控制系统。智能的数字激光视觉技术能保证激光或激光电弧复合热源准确地对中焊缝,在焊接时根据所测量的间隙和错边等数据实时地调整焊接过程参数,并在线检测焊后焊缝成形和探测表面缺陷。DIGILAS/MDL智能激光焊接模块在激光拼焊中的应用和数字激光视觉在结构型材、船板、管件及直缝焊管等的激光电弧复合焊系统中的应用,说明激光视觉已成为激光焊接和激光电弧复合焊接系统中提高焊接质量和一致性、增加有效焊接时间和降低总体焊接生产成本的关键组件。     

基于同轴图像传感的激光焊接过程质量监测技术

针对激光焊接过程中由于参数不匹配、装配误差等原因造成的焊接过程不稳定等焊接缺陷,基于同轴图像传感技术,建立起一套激光焊接过程中的质量在线监测系统,对焊接过程中的熔池图像进行了采集分析及其熔池特征信息的提取. 结果表明,在激光功率为1 500 W的不等厚不锈钢薄板激光焊接试验条件下,焊接过程中的不稳定、下塌缺陷以及焊偏现象与熔池形状各特征信息变化具有一定的相关性. 结合BP神经网络算法对所提特征信息进行分类、识别,基于LabVIEW软件平台,可实现相应缺陷的自动化识别及报警功能.     

激光焊接过程焊缝跟踪传感方法

激光焊接已经成为焊接制造业中最具发展前景的焊接技术。在激光焊接过程中必须依靠先进的焊缝跟踪系统来保证焊缝和激光束的精确对中以获得良好的焊件,传感技术的应用为焊缝的实时跟踪提供了最有利的解决方案。综述了国内外最新结构光视觉传感、红外线传感、同轴视觉检测、磁光成像传感检测技术的原理及其优缺点,并给出应用实例加以说明。     

激光-电弧复合热源焊接技术

具有焊接质量好、焊接速度快等优点的激光-电弧复合热源焊接技术,已经广泛地应用于汽车、航空等工业的薄壁金属焊接中.然而,常用的激光源价格昂贵、体积庞大并且电-光转换效率低,大大限制了复合焊技术的推广和应用.新一代高性能激光-光纤激光的开发和应用拓宽了激光-电孤复合热源焊接技术的应用范围,使其更易于实现工程化.通过介绍当前世界上激光-电弧复合热源焊接技术的应用和研究情况,展现了激光-电弧复合热源焊接技术广阔的应用前景,阐述了其发展方向.     

激光焊接过程视觉传感技术的发展现状

比较了目前激光焊接过程监测中常用的CCD和CMOS两种类型视觉传感器的性能,介绍了激光焊接过程视觉传感技术的难题及其解决方案以及常用的成像信号提取光路,综述了激光焊接过程同轴和旁轴视觉传感技术的各自特点以及国内外在这方面的研究现状。分析认为,日本在主动视觉传感技术研究方面比较先进,而德国在被动式同轴视觉传感检测的研究上处于领先地位,并且已有成型的产品推出。国内在这方面的研究已经起步,但与国外相比在系统研发上还有较大差距。目前激光焊接过程视觉传感检测技术主要用于激光焊接机理等研究工作,将其应用于实际生产是激光焊接过程视觉监测技术的研发方向。     

激光技术在焊接质量控制和检测中的应用

随着科学技术的发展,人们对激光原理的认识不断加深,激光以其方向性好、亮度高、单色性好、能量密度高等特点,在焊接领域得到了广泛应用.其中,在焊接质量控制和检测方面的应用,推动了焊接自动化的快速发展.简要介绍了激光技术在焊接质量控制和检测中的应用状况,对其工作原理进行了详细的阐述,在此基础上指出了当前存在的问题及未来的发展趋势.     

激光焊接技术的应用研究进展与分析

激光焊接技术因具有热影响区小、质量稳定、焊接变形小、自动化程度高以及可焊接难焊材料等优点,被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶、石油石化、轨道交通等工业领域,并得到广泛的关注.在大量研究国内外有关激光焊接技术相关文献报道的基础上,针对近期激光加工领域中研究比较广泛的几种激光焊接技术的研究进展和应用情况进行了全面概述,主...     

铝合金激光焊接技术研究进展

综述铝合金激光焊接技术特点及研究现状,开展3 mm厚LF6铝合金激光-MIG电弧复合焊接工艺研究。文献综述表明,铝合金激光自熔焊接表面成形不好,且易于产生气孔缺陷,激光填丝焊、激光-电弧复合焊以及双光束激光焊等能够有效地解决上述铝合金激光焊接问题。试验研究表明,激光-MIG电弧复合焊接LF6铝合金可获得良好的焊缝成形,内部质量达到QJ1666A-2011Ⅰ级焊缝质量要求,接头强度达到母材的90%以上,具备较为优异的力学性能。     

激光焊接质量诊断技术的最新进展

激光焊接质量诊断技术对于保证焊接质量、满足生产需要具有重要意义。近年来,多传感器融合、现代模式识别、同轴信号采集等新技术被广泛应用于这一领域,技术的进步使得系统正从简单的过程稳定性监测向质量诊断方向发展。简要介绍了几种典型的激光焊接质量诊断系统,并分析了现有系统的不足及发展方向。     

激光－电弧复合焊接技术国内研究现状及典型应用

激光-电弧复合焊技术作为当前一种高效、优质焊接新技术的典型代表具有高速、高效、高稳定性、低变形、易于实现单面焊双面成形等技术优势,拥有广阔的工程应用前景。重点从其热场耦合特征、电弧物理特性、熔池特性等方面的研究结果,探讨并总结激光-电弧复合焊接技术在焊接过程具有形性控制独特优势的本质,为该焊接新技术的工程应用推广提供基础理论支持,并结合国内的工业基础情况及技术需求,重点介绍了激光-电弧复合焊接技术在工程机械、煤炭机械、轨道交通等几个高端装备制造领域的应用情况,分析了激光-电弧复合焊接技术在综合投资、焊接成效、节能环保等方面的综合优势。     

激光-电弧复合焊技术在长输管道焊接中的研究进展

重点介绍了国内外管道激光焊接技术的发展,对不同类型激光器的激光-电弧复合焊技术在油气长输管道焊接上的研究进展和应用进行了详细回顾。结果表明,CO2激光器和闪光灯触发的Nd:YAG激光器由于传输方式和效能的不利因素,不适于油气管线长途作业,而高能Yb光纤激光技术推进了激光-电弧复合焊接技术在管道焊接现场应用的步伐;同时,对目前该技术在应用中存在的问题进行了总结分析;最后对激光-电弧复合焊技术在管道焊接上的应用前景进行了展望。激光-电弧复合焊技术已在试验室条件下成功焊接了管径1 219 mm、钝边高度8 mm的X80钢管,焊缝外观和焊缝力学性能均能满足长输管道焊缝合格标准要求,但后续为适用长输管道现场焊接,还需进行焊接工艺现场适应性试验。创新点： 针对激光-电弧复合焊技术应用于管道焊接存在的共性问题进行分析总结,提出激光-电弧复合焊在现场应用的具体解决措施,为后续激光-电弧复合焊最终在现场应用提供可行的解决方案。     

长输管道全位置激光-电弧复合焊接技术

采用激光-电弧复合焊接技术开展管道的全位置激光-电弧复合焊接可行性研究．结果表明,激光-电弧复合焊接工艺能够适应管道环焊缝焊接的要求．在从0°～180°的焊接过程中,通过调整焊接参数,均能够获得成形良好的焊缝．金相观察表明,母材和焊材熔合良好;焊接接头中心区狭长,具有激光焊的特点;热影响区具有电弧焊的特点;金相组织不受位置影响．焊接接头的硬度接近母材,抗拉强度接近或超过母材;在无内部缺陷的情况下,弯曲试验和冲击试验结果满足现行标准要求．     

适合焊接应用的智能激光视觉传感技术

介绍了最新的激光视觉传感技术在汽车、造船、管道和铁路车辆等领域的自动化电弧焊接和激光焊接中的应用.先进且可靠的数字激光传感系统保证了电弧或激光热源能准确地对中准焊缝.在焊接过程中能够根据所测量的间隙和错边等数据实时地调整焊接过程参数,并在线检测焊后的焊缝成形和表面缺陷.从而保证焊接质量,并提高生产效率,降低总体焊接生产成本.应用这些适合焊接的智能化激光视觉传感技术.可以有效地提高焊接产品的质量和价格的竞争力.     

激光-电弧复合焊接的技术特点与研究进展

结合国内外激光-电弧复合焊的研究现状,概括了激光-电弧复合焊的特点、激光电弧复合方式、激光与电弧的相互作用以及激光-电弧复合焊成型的影响因素.     

光纤激光及其复合焊接研究进展

综述了大功率光纤激光在综合使用成本、材料和工艺适应性等方面与 CO2激光和Nd:YAG激光的比较优势,光纤激光焊接时光致等离子体行为及其与入射光束的相互作用特点,以及光纤激光及其复合焊接技术在航空航天和石油管道建设方面的应用研究进展.结果表明,与 CO.激光和Nd:YAG激光相比,光纤激光综合使用成本低、材料和工艺适应...     

光纤传感技术及其在管道监测中的应用

管道安全关系到人类生命和财产安全,及时掌握管道结构健康状态是确保其安全运行的重要前提,近年来发展起来的光纤传感技术为管道结构的安全监测提供了技术保障。传感器的选择和使用是进行结构监测时首先考虑的问题,重点介绍了SOFO点式、FBG准分布式、BOTDR和BOTDA分布式光纤传感器等光纤传感技术的系统组成、基本原理及关键技术,对其性能和特点进行了对比分析;在此基础上,探讨了适用于管道变形监测的FBG和BOTDA光纤监测实用系统,及适用于管道泄漏监测的基于拉曼散射的OTDR分布式温度传感技术和基于模态分布调制干涉技术的油气管道检测系统。分析了其各自作为结构监测传感器的优缺点,为今后的管道监测选用提供了依据。     

激光切割与焊接技术在金刚石制品制造中的应用

激光切割与焊接技术在金刚石制品制造中的应用机械部济南铸锻研究所吴建国，李铁民，李文堂，袁德泉激光加厂是一种新兴的高科技产业，目前已成为提高产品质量，提高生产率和自动化程度，增强产品效益的重要生产技术之一。激光切割和焊接广泛应用于汽车、车辆制造、机械、...     

高强度管线钢激光电弧复合焊接技术研究现状

伴随石油天然气开发规模逐渐增大,油气输送管线的铺设距离逐年增加,迫切需要通过提高油气管线钢的强度等级来降低管道材料投资费用和管线运营成本,因此,X100及以上等级的管线钢在油气管线工程中将得到广泛应用。介绍了油气管线钢激光电弧复合焊接技术的研究历程,对比使用不同激光器进行激光电弧复合焊时的优缺点,综述了最具有野外现场应用前景的光纤激光电弧复合焊接技术的研究现状及相关研究成果,表明其在提高高强度管线钢焊接质量、焊接速度和生产效率等方面具有的重要工程应用价值和良好的应用前景。     

盘型激光焊接状态多传感信息融合分析

针对大功率盘型激光焊接状态,研究一种基于支持向量机的多传感信息融合分析方法. 使用紫外、可视和红外波段的两个高速摄像机同时获取激光焊接过程中金属蒸气、飞溅和熔池动态图像. 通过模式识别技术提取焊接过程多传感信息特征及进行数据主成分特征分析,并以焊缝宽度变化作为衡量焊接状态稳定性的参数. 运用支持向量机融合各特征,通过网格搜索和粒子群算法优化支持向量机参数,建立基于支持向量机的多传感信息融合模型. 结果表明,支持向量机多传感信息融合方法能够有效预测焊缝宽度变化趋势,为大功率盘型激光焊接状态的实时监控提供试验依据.