【技术实现步骤摘要】
深熔锁孔非熔化极惰性气体保护焊接的质量监控系统
[0001]本专利技术涉及焊接
，特别是涉及一种深熔锁孔非熔化极惰性气体保护焊接的质量监控系统。
技术介绍
[0002]作为一种高效的焊接技术，深熔小孔非熔化惰性气体保护焊(K
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TIG)利用大电流产生的电弧压力在熔池中形成小孔，可以在不开坡口的条件下焊接较厚的板材，实现对焊、单面焊双面成形、一次熔透，并且无需去除背根和补焊，大大简化了焊接过程；同时，由于不需要填充焊丝和开焊接坡口，与传统的钨极惰性气体保护焊(TIG)相比，具有效率高、成本低的特点，具有极高的发展潜力与应用空间。
[0003]由于深熔K
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TIG焊主要针对于大厚度工件的单程焊双面成形，因此确保焊接质量尤为重要。目前，对K
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TIG焊接自动化的研究基本上停留在焊枪的运动轨迹的控制上；对于焊接质量的检测，通常的方法是在焊接后切割工件，通过分析焊缝横截面的熔透程度判断质量好坏，从而调整焊接参数，该方法步骤复杂，大大降低了焊接效率。因此，实现焊接质量的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种深熔锁孔非熔化极惰性气体保护焊接的质量监控系统，其特征在于，所述系统包括：焊缝形貌环形激光三维扫描模块，用于分别在深熔小孔非熔化惰性气体保护焊接之前的试件拼接间隙与错边量状况、焊接过程中以及焊接后对焊接件目标焊缝形貌的三维扫描，以采集对应的焊接前焊缝扫描数据、焊接中焊缝扫描数据以及焊接后焊缝形貌数据；焊接电信号采集模块，用于在焊接过程中实时采集焊接的电流信号、焊枪钨极与焊接材料之间焊接电压信号数据；焊接电弧声信号采集模块，用于在焊接过程中实时采集焊枪产生的电弧声信号数据；焊接电弧形貌与熔池图像采集模块，用于在焊接过程中实时采集所述焊接件正面的熔池图像数据以及焊接过程电弧形貌图像数据；焊接质量监控系统，连接所述焊接形貌环形激光扫描模块、焊接电信号采集模块、焊接电弧声信号采集模块以及焊接电弧形貌与熔池图像采集模块，用于基于采集焊接前焊缝扫描数据、焊接中焊缝扫描数据、焊接后焊缝形貌数据、电流以及电压信号数据、电弧声信号数据、所述焊接件正面的熔池图像数据以及焊接过程中电弧形貌图像数据对焊接质量进校综合评估，以获得对应所述目标焊缝的深熔小孔非熔化惰性气体保护焊接质量。2.根据权利要求1中所述的深熔锁孔非熔化极惰性气体保护焊接的质量监控系统，其特征在于，所述焊缝形貌环形激光三维扫描模块包括：安装于重型三脚架上的前后运动直线导轨、驱动电机以及安装在直线导轨上的焊缝形貌环形激光三维扫描组件；所述焊缝形貌环形激光三维扫描组件包括：沿同一光轴排列、集成于透明玻璃管内的锥面镜、激光准直扩束镜组、激光器以及CCD相机；其中，所述锥面镜用于将由激光器发射的经过激光准直扩束镜组扩束的激光转换为环形激光，并由所述CCD相机采集对应前后扫描的目标焊缝的焊接前试件拼接状况扫描数据、焊接中焊缝扫描数据以及焊接后焊缝轮廓数据。3.根据权利要求1中所述的深熔锁孔非熔化极惰性气体保护焊接的质量监控系统，其特征在于，所述质量监控装置包括：焊缝形貌环形激光三维扫描检测模块，用于基于焊接前拼接焊缝扫描数据、焊接中焊缝扫描数据以及焊接后焊缝三维轮廓数据，构建对应的焊缝的三维模型获得焊接前、焊接过程中以及焊接后的焊缝形貌数据，以获得环形激光扫描检测结果；焊接电流与电压检测模块，用于基于采集的电流信号、焊枪钨极与焊接材料之间焊接电压信号数据进行FFT分析，并基于特定频率段的信号强度获得焊接电流以及焊枪钨极与焊接材料之间焊接电压信号频谱检测结果；焊接电弧声信号检测模块，通过对采集的电弧声信号数据进行滤波以及频谱分析，通过特定频率段的信号强度获得电弧声信号检测结果；焊接熔池及焊接电弧形貌图像检测模块，用于基于采集的焊接件正面的熔池图像数据获得熔池的尺寸形状参数以及相对于焊缝中心的位置，获得熔池正面图像检测结果；提取采集到的焊接过程电弧形貌图像数据，分析电弧形貌图像特征的异常，预测焊接过程中产生的质量问题获得焊接电弧形貌图像检测结果；焊接质量分析模块，连接所述焊缝形貌环形激光三维扫描检测模块、焊接电流、与电压检测模块、电弧声信号检测模块、焊接熔池及电弧形貌图像检...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢广平，白惠中，魏斌，林文虎，杨婷婷，
申请(专利权)人：上海科技大学，
类型：发明
国别省市：
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