激光焊接过程多传感器在线检测系统的设计

王春明; 胡伦骥; 胡席远

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

激光焊接过程多传感器在线检测系统的设计

王春明 , 胡伦骥 , 胡席远

文章导航 > 激光技术 > 2007 > 31(5): 503-506

引用本文:

Citation:

激光焊接过程多传感器在线检测系统的设计

1.
华中科技大学材料科学与工程学院武汉 430074

作者简介: 王春明(1975- ),男,博士,副教授,主要从事材料激光加工及其过程在线检测方面的研究.E-mail:cmwang@mail.hust.edu.cn.

中图分类号: TG56.7;TP212.1

Design of multi-sensor on-line monitoring system for laser welding

1.
Material Science and Technology College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
CLC number: TG56.7;TP212.1

摘要: 为了提高激光焊接质量实时检测的可靠性,采用虚拟仪器平台LabVIEW搭建了多通道信号采集和分析系统,同时检测激光焊接过程中与焊接质量密切相关的可听声(20Hz~20kHz)、等离子体蓝紫光(400nm~500nm)、红外辐射(1200nm~1600nm)等3路信号。采用数字信号处理手段分析了3路检测信号的相关性,发现两路光信号变化完全同步,而声信号在时间上滞后于两路光信号,滞后时间等于声音传播所需要的时间,验证了所采集3路信号的有效性;并通过实例证明了采用多传感器检测在可靠性方面的优势。实验结果表明,采用多传感器检测与进一步的信息融合是实现激光焊接过程实时监测的发展方向。
- 激光技术 /
- 在线检测 /
- 多传感器 /
- 焊接
Abstract: To improve the reliability of the real-time monitoring for laser welding,a multi-sensor signal sampling and processing system was built based on LabVIEW,a virtual instrument development tool.Three signals of audible sound(20Hz~20kHz),plasma optical emission(400nm~500nm),and infrared emission(1200nm~1600nm) during the laser welding process,were picked up and analyzed.Correlation analysis of the three signals shows that the two optic signals are synchronous and the audible sound signal is hysteresis to the optic signal.The hysteresis time is just equal to the sound transferring from welding point to senor,which proved the validity of the three detecting signals.Two examples show that the reliability of multi-sensor monitoring is higher than single sensor monitoring.So,the multi-sensor detecting and signal fusion is the developing direction for the laser welding monitoring in the future.
- laser technique /
- on-line monitoring /
- multi-sensor /
- welding

[1]	LI L J.Modern laser materials processing technology and equipment[M].Beijing:Beijing Polytech University Press,1993.200～201(in Chinese).
[2]	CAO B Q,ZENG X Y.Review of patents in laser processing in China and America[J].Laser Technology,2004,28(4):346～351(in Chinese).
[3]	ZHOU Y Y,HU Ch K,CHEN P F.The laser welding of the double-linked gear in automobile gear-box[J].Laser Technology,2004,28(4):445～448(in Chinese).
[4]	FANG D,YU Sh R,ZHANG J B.The present and development for laser welding[J].Journal of Gansu University of Technology,2003,19(1):15～18(in Chinese).
[5]	TONG X.The character and application or laser welding[J].Welding Technology,2000,29(3):11～12(in Chinese).
[6]	SUN A,KANNATEY-ASIBU E,Jr.Sensor systems for real-time monitoring of laser weld quality[J].Journal of Laser Application,1999,11(4):153～166.
[7]	GU H,DULEY W W.Acoustic emission and optimized CO2 laserwelding of steel sheets[A].The Internaltional Congress on Applications of Laser & Electro-Optics[C].Florida:SPIE,1994.77～85.
[8]	SMUROV M,BERTRAND I,GREVEY P.Application of near infrared pyrometry for continuous Nd:YAG laser welding of stainless steel[J].Applied Surface Science,2000,168(4):182～185.
[9]	LUO H.The principles and technology of defect diagnosis in laserwelding of thin sheets[D].Wuhan:Huzhong University of Science and Technology,1998.56～68(in Chinese).
[10]	DUAN A Q,ZOU Sh K,HU L J.Using plasma acoustic emission to monitor the penetration status for laser welding[J].Electromachining & Mould,2001(6):6～8.
[11]	LUO H,HU L J,HU X Y.Fast fourier analysis of optical and acoustic signals at poor penetration in laser welding[J].Chinese Journal of Lasers,1998,25(6):32～38(in Chinese).
[12]	ZHU Q Y,WU S P,HU L J.Coxaial realtime monitoring of gap defect in CO2 laser welding process[J].Laser Technology,2006,30(5):455～461(in Chinese).

[1]	杨柳杉 , 刘金水 , 刘继常 , 伍耀庭 , 王迎丽 . 基于CCD的激光熔覆熔池宽度的在线检测研究. 激光技术, 2011, 35(3): 315-318. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.03.008
[2]	陈根余 , 何江 , 钟沛新 , 程少祥 , 王彬 . 玻璃激光焊接气孔控制研究. 激光技术, 2021, 45(3): 286-291. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.03.003
[3]	麻丁龙 , 牛锐锋 , 赵宏刚 , 张俊华 , 朱维兴 , 王鹏飞 . Zn中间层对镁/铝异种金属激光焊接的影响. 激光技术, 2017, 41(6): 858-861. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.06.018
[4]	李波 , 熊建钢 , 李志远 , 黄安国 . 激光焊接Zr45Cu48A17块体非晶合金. 激光技术, 2009, 33(1): 87-90.
[5]	梅丽芳 , 秦建红 , 严东兵 . 活性激光焊接304不锈钢温度场的数值与试验研究. 激光技术, 2020, 44(4): 492-496. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.04.016
[6]	张武 , 杨兴亮 , 刘永刚 , 赵勇 . 高强钢中磷对激光焊接头质量的影响. 激光技术, 2011, 35(3): 302-304. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.03.004
[7]	郑咏梅 , 张铁强 , 郭山河 . 激光检测焊枪定位系统的研究. 激光技术, 1998, 22(4): 228-230.
[8]	权雯雯 , 刘顺洪 , 柳家良 , 段元威 . 不锈钢低功率脉冲活性激光焊的试验研究. 激光技术, 2011, 35(3): 395-397. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.03.028
[9]	郭晓金 , 殷宗敏 , 周正利 . 一种用于大型发电机的新型光纤传感器的研究. 激光技术, 2003, 27(3): 271-272.
[10]	闵永智 , 王红霞 , 康飞 , 党建武 . 基于图像式传感器的铁路轨距检测系统研究. 激光技术, 2015, 39(3): 344-348. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.03.014
[11]	李竹曼 , 高向东 , 张南峰 . 大功率碟片激光焊接状态多特征融合分析法. 激光技术, 2017, 41(5): 764-768. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.05.029
[12]	汪菲 , 唐霞辉 , 钟理京 , 许成文 , 胡千 , 姚巍 . 基于陶瓷焊接的半导体激光器合束及聚焦研究. 激光技术, 2018, 42(2): 282-288. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.02.027
[13]	王霄 , 季进清 , 张惠中 , 刘会霞 . 基于全息技术的激光透射塑料焊接研究. 激光技术, 2008, 32(5): 510-512.
[14]	潘艺升 , 闫召爱 , 郭文杰 , 徐轻尘 , 胡雄 . 脉冲激光器种子注入状态检测装置与实验研究. 激光技术, 2016, 40(2): 153-156. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.02.001
[15]	蒋志伟 , 龚时华 , 王启行 . 双光束激光双路焊接的跟踪控制技术研究. 激光技术, 2013, 37(1): 1-5. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.01.001
[16]	郭红 , 王新兵 , 左都罗 , 陈宝锭 . 基于可调谐CO₂激光器的SF₆差分光声检测研究. 激光技术, 2018, 42(5): 593-598. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.05.003
[17]	盛利民 , 唐霞辉 , 彭浩 , 潘吉兴 , 裴云 , 朱海云 . 冷轧带钢激光拼焊的焊缝在线检测研究. 激光技术, 2015, 39(4): 437-442. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.001
[18]	杜晗 , 陈根余 , 周聪 , 周旭 , 王彦懿 . 光纤激光在线整形金刚石砂轮检测系统设计. 激光技术, 2016, 40(6): 930-934. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.06.032
[19]	郭亮 , 王方 , 张庆茂 , 邓时累 , 张健 . 激光-MIG复合焊接304不锈钢工艺研究. 激光技术, 2013, 37(6): 781-785. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.017
[20]	尹国福 , 鲁建存 , 刘彦义 , 贺爱峰 , 曹椿强 . 激光起爆系统光路完整性检测技术研究. 激光技术, 2011, 35(4): 554-558. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.04.028

点击查看大图

计量

文章访问数: 3840
HTML全文浏览量: 732
PDF下载量: 566
被引次数: 0

激光焊接过程多传感器在线检测系统的设计

作者简介: 王春明(1975- ),男,博士,副教授,主要从事材料激光加工及其过程在线检测方面的研究.E-mail:cmwang@mail.hust.edu.cn

1. 华中科技大学材料科学与工程学院武汉 430074

收稿日期: 2006-07-25
录用日期: 2006-11-03
网络出版日期: 2007-10-25

关键词:

摘要: 为了提高激光焊接质量实时检测的可靠性,采用虚拟仪器平台LabVIEW搭建了多通道信号采集和分析系统,同时检测激光焊接过程中与焊接质量密切相关的可听声(20Hz~20kHz)、等离子体蓝紫光(400nm~500nm)、红外辐射(1200nm~1600nm)等3路信号。采用数字信号处理手段分析了3路检测信号的相关性,发现两路光信号变化完全同步,而声信号在时间上滞后于两路光信号,滞后时间等于声音传播所需要的时间,验证了所采集3路信号的有效性;并通过实例证明了采用多传感器检测在可靠性方面的优势。实验结果表明,采用多传感器检测与进一步的信息融合是实现激光焊接过程实时监测的发展方向。