在當今的經濟中,能夠反復生產高質量的產品可以決定公司在制造業中的成功。例如,由于焊接質量差而必須報廢產品,這會浪費大量時間和金錢。召回產品的成本可能更高,并且可能損害公司的聲譽。
因此,捕獲焊接錯誤,消除焊接錯誤帶來的反應,從而確保無縫的焊接質量控制至關重要。近年來,已經開發了許多激光焊接過程監控器,目的是提高產量,提高質量,節省勞力并增加儲蓄。這些監控器可以幫助制造商不斷滿足市場需求。
激光焊接是一種制造過程,利用激光的輸出能量來加熱和熔化兩個零件,然后在它們重新凝固時通過熔合結合在一起。許多因素(例如材料和電鍍選擇,設備能力和工藝設置)決定了該工藝是否具有成功的潛力。焊接成功的標準取決于焊接的目的和周圍環境要素。成功的焊接可通過拉伸強度(零件保持在一起的程度),氣密性(焊接密封包裝的程度),導電性和其他測試來定義。盡管某些測試是非破壞性的,但許多測試需要銷毀零件才能確定質量。
但是最終的問題是如何知道激光焊接工藝是否成功?
通常,進行一項實驗研究設計,以根據輸入參數的變化確定輸出范圍。然后將結果用于在可測量輸入參數周圍設置邊界,以推斷該過程是否成功。實施后,定期通過測試檢查焊縫以確認成功。雖然這增加了成功的可能性,并且可以對相鄰的焊縫做出某些推斷,但不能提供100%的確定性。
激光與材料的相互作用會產生可見和可聽的事件。有經驗的焊接工程師或操作員可能會本能地知道產生的焊縫好壞。這些焊接工程師會觀察煙流的高度或亮度,聆聽焊縫的聲音,然后目視檢查焊縫。此外,質量控制可能會抽取一些樣本來破壞性地測試焊接的好壞。
但是,這種類型的監視會錯過許多可用的測量方法,并且不是科學的或可追溯的,這就是設計用于在激光焊接過程中進行測量的產品進入市場的原因。
隨著激光焊接過程監控器的出現,現在有了一種觀察過程的方法來確定成功與否。在焊接過程中,可以記錄許多測量值以提供有關焊接的信息。這些信息包括有關激光輻射,加熱過程和焊縫熔深的信息。也可以收集不同的輻射波長和聲音頻率。記錄的一項重要測量是激光焊接過程中的熱特性。該材料被局部加熱并發出與溫度有關的輻射。可以檢測并記錄該信號與時間的關系。與夜視儀類似,它可以擴大觀察者可以觀察到的光譜范圍和強度范圍,一些激光焊接過程監視器使用熱成像來收集來自焊接區的輻射。1300 nm至2500 nm的范圍對應于常見金屬材料的熔點。每個焊縫將具有唯一的溫度-時間曲線。一旦通過多次測量定義了該波形,就可以為變化設置上限和下限,并且可以進行比較測量。
隨著激光將能量泵入零件,溫度升高。溫度的升高取決于材料,零件的幾何形狀和焊接參數。激光一旦停止發射,溫度下降便顯示為可見的冷卻模式。監視系統使用戶可以監視整個焊接波形與時間的關系。考慮到某些已知的變化,圍繞該輪廓設置了邊界。當監控系統記錄到型材加熱得太慢或太快或冷卻得太慢或太快時,就會發現焊縫存在問題。
一個普遍的認知是認為一旦輸入了焊接參數,激光焊接過程將永遠成功。但是,制造過程中可能會發生許多錯誤,這可能是由于材料,工藝或設備的變化而引起的。常見的示例包括:誤操作損壞的零件、零件裝載不當、零件不清晰、蓋氣不足、激光功率低、材料成分或鍍層的變化、材料之間的間隙。
這些情況中的每一種都會有害地影響焊接質量。目的是及早發現并解決這些問題。由于錯誤的參數而發生的生產越多,發生生產召回的機會就越大。創想熔池監控相機可實時測量激光焊接過程,可以檢測點焊或縫焊激光焊接中這些生產錯誤。除了檢測零件之間的間隙和不正確的聚焦之外,還可以檢測零件缺失,過度滲透和覆蓋氣體缺失的情況,以便為操作員提供有關焊接質量的實時反饋。
如果沒有實時過程監控,則用戶直到激光焊接完成并且質量檢查開始后才能看到錯誤。制造商可能必須丟棄的零件數量取決于檢查焊接的頻率。例如,如果僅在一天結束時對焊縫進行監控,則公司有理由懷疑如果檢測到任何不一致之處,可能會損害當天進行的所有焊縫的質量。因此,必須檢查多于少的焊縫才能有效地確保一致的焊接質量。
實時監視焊縫有很多好處,包括故障檢測、提高的產品產量和可追溯性。此功能可簡化生產和質量保證,對任何公司來說都是重要的。