[发明专利]基于声光信号监测的双光束激光焊接过程缺陷控制方法

权利要求书

1.基于声光信号监测的双光束激光焊接过程缺陷控制方法，其特征在于，首先采用过程监测手段对T型接头双光束激光焊接过程不稳定过程的声光信号特征进行分析，通过采集焊接过程的声光信号特征，获取焊接过程中的不稳定过程的声光信号特征信息，将上述不稳定过程的声光信号特征信息与已获取的焊接过程中的无不稳定过程的声光信号特征信息进行实时比对，识别并记录不稳定过程声光信号特征的位置及特征信息，从而获得缺陷特征信号的位置和特征信息，根据缺陷特征信号的位置和特征信息调整工艺参数并对缺陷位置进行局部修复，实现对焊接过程缺陷的控制；

其中，具体的实现过程为：

第一步、未熔合缺陷特征信号的识别：

采集并记录激光焊接过程中不同位置金属蒸汽或等离子体的蓝紫光信号、声波信号的信号特征；

第二步、建立焊接缺陷、特征信号与工艺参数匹配关系：

激光焊接完成后，分别截取试板纵、横截面A1和A2确定并测量未熔合缺陷在试板中所处位置、尺寸的特征值，获得对应于未熔合缺陷位置所记录的声光信号特征数值I1′和I2′，对比无未熔合缺陷时的声光信号数值I1及I2，得出激光焊接产生未熔合缺陷时对应的声光信号阈值It1以及It2，并建立未熔合缺陷位置、尺寸与声光信号特征数值的强度值之间的对应关系，即I1′＞It1或I1′＜It1，I2′＞It2或者I2′＜It2，进而获得焊接缺陷、特征信号与工艺参数的匹配关系，当声光信号特征数值I′超出阈值范围，即认定焊缝中出现了未熔合缺陷，根据声光信号特征的强度值确定焊接缺陷的尺寸，根据未熔合缺陷特征信号数值所处的时间轴确定缺陷位置，同时获得此缺陷出现时的焊接参数；

第三步、出现未熔合缺陷的特征信号判定，识别缺陷位置信息：

对超出阈值的信号进行报警并标记其坐标位置，焊接结束后，对超出阈值范围的声光信号特征值进行分析，根据已获得的焊接缺陷、特征信号与工艺参数的匹配关系识别并确定出未熔合缺陷的在焊缝中的位置坐标及尺寸；

第四步、通过补焊途径修复未熔合缺陷：

在判断出未熔合缺陷在焊缝中所处的位置及尺寸信息后，参照焊接缺陷与工艺参数的匹配关系，对激光焊接参数进行相应的调整，使用该参数在相应位置进行激光焊接补焊，从而达到修复未熔合缺陷的目的。

2.根据权利要求1所述的基于声光信号监测的双光束激光焊接过程缺陷控制方法，其特征在于，所述声光信号为金属蒸汽/等离子体的蓝紫光信号、声波信号。

3.根据权利要求1所述的基于声光信号监测的双光束激光焊接过程缺陷控制方法，其特征在于，所述方法的具体操作步骤为：

第一步、缺陷特征信号的识别：

分别将可听声、红外及蓝紫光采集装置安装于激光头上，与激光入射面处于同一平面，距离焊缝150mm，在焊接试板上标记位置信息，采集并记录T型接头双光束激光焊接过程中不同位置金属蒸汽/等离子体的蓝紫光信号、声波信号的信号特征；

第二步、建立焊接缺陷、特征信号与工艺参数匹配关系：

针对特定材料、特定规格的试板，采用不同焊接参数对T型接头试板进行双光束激光焊接，焊接完成后，分别截取试板纵、横截面A1和A2确定并测量未熔合缺陷在试板中所处位置P和尺寸S得特征值，横向、纵向以及筋条方向的相对位置分别记为P1、P2、P3，获得对应缺陷位置所记录的声光信号特征数值I1′和I2′，对比无未熔合缺陷时的声光信号特征数值I1及I2，得出双光束激光焊接产生未熔合缺陷时对应的声光信号特征阈值It1以及It2，并建立未熔合缺陷位置、尺寸与信号特征数值的强度值之间的对应关系，即I1′＞It1或I1′＜It1，I2′＞It2或者I2′＜It2，进而获得焊接缺陷、特征信号与工艺参数的匹配关系，当声光信号特征数值I′超出阈值范围即认定焊缝中出现了未熔合缺陷，根据信号特征数值的强度值确定焊接缺陷的尺寸，根据未熔合缺陷特征信号数值所处的时间轴确定缺陷位置，同时获得此缺陷出现时的焊接参数；

第三步、出现未熔合缺陷的特征信号判定，识别缺陷位置信息：

采用双光束激光焊接T型接头试板时，同步记录焊接过程中的声光信号特征数值I1′和I2′，对超出阈值范围的信号进行报警并标记其坐标位置P1′、P2′、P3′，焊接结束后，对超出阈值范围的声光信号特征数值进行分析，根据已获得的焊接缺陷、特征信号与工艺参数的匹配关系识别并确定出未熔合缺陷的在焊缝中的位置坐标P1′、P2′、P3′及尺寸S′信息；

第四步、通过补焊途径修复未熔合缺陷：

在判断出未熔合缺陷在焊缝中所处位置及尺寸信息后，参照焊接缺陷与工艺参数的匹配关系，对激光焊接参数进行相应的调整，随后，使用该参数在相应位置进行激光焊接补焊，从而达到修复未熔合缺陷的目的，补焊过程中同步记录声光信号，与无未熔合缺陷信号进行比对，使其不超出无未熔合缺陷时声光信号特征阈值。