[发明专利]一种高功率焊接的熔池监测装置

说明书

本发明实施例公开了一种高功率焊接的熔池监测装置，涉及激光加工设备技术领域。该装置包括激光焊接头、调节结构、光学成像系统、冷却装置和上位机；调节结构一端连接激光焊接头，另一端连接光学成像系统，调节结构移动光学成像系统至焊接表面反射光的反射范围内，光学成像系统采集焊接表面的熔池图像；上位机有线或无线连接光学成像系统，获取并处理焊接表面的熔池图像，实时监测熔池的形貌；冷却装置安装在光学成像系统上方，用于冷却光学成像系统的温度。该装置通过调节机构移动光学成像系统的位置，使之能够采集焊接表面的熔池形貌，上位机通过获取并处理光学成像系统采集的熔池形貌的图像来对焊接过程进行实时监控。

技术领域

本发明实施例涉及激光加工设备技术领域，特别是一种高功率焊接的熔池监测装置。

背景技术

激光焊接包括低功率焊接和高功率焊接，低功率焊接的功率一般在3千瓦以下，采用CCD相机便可以观察焊接的熔池形貌，判断焊接效果。高功率焊接的功率在3千瓦以上，激光焊接的功率较高，熔池表面的反射以及热辐射增强，使得金属蒸汽及等离子体云增多，使用CCD相机只能观察到一团火焰，不能观察到完整的熔池形貌，难以监测观察焊接的熔池形貌，判断焊接的效果。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题是：高功率激光焊接条件下难以监测观察焊接的熔池形貌。

为了解决上述技术问题，本发明实施例所述的一种高功率焊接的熔池监测装置采用了如下所述的技术方案：包括激光焊接头、调节结构、光学成像系统、冷却装置和上位机；

所述调节结构一端连接所述激光焊接头，另一端连接所述光学成像系统，所述调节结构移动所述光学成像系统至焊接表面反射光的反射范围内，所述光学成像系统采集所述焊接表面的熔池图像；

所述上位机有线或无线连接所述光学成像系统，获取并处理所述焊接表面的熔池图像，实时监测所述熔池的形貌；所述冷却装置安装在所述光学成像系统上方，用于冷却所述光学成像系统的温度。

进一步地，所述调节结构包括：水平调节座、角度调节座和连接件，

所述水平调节座一端与所述激光焊接头固定，另一端通过所述连接件与所述角度调节座活动连接，并且，所述水平调节座垂直于所述激光焊接头；

所述角度调节座的另一端与所述光学成像系统固定，所述角度调节座在所述水平调节座上移动来调节所述光学成像系统的水平工作距离，所述角度调节座绕着所述连接件旋转来调节所述光学成像系统的入射角。

进一步地，所述水平调节座上固设有第一滑动槽，所述角度调节座及所述连接件在所述第一滑动槽上移动。

进一步地，所述角度调节座固设有第二滑动槽，所述角度调节座顺着所述第二滑动槽的轴向移动调节所述光学成像系统的高度工作距离。

进一步地，所述激光焊接头包括激光发生器和喷头，所述激光发生器连接所述调节机构，所述喷头固定在所述激光发生器的底部。

进一步地，所述冷却装置为水冷组件。

进一步地，所述光学成像系统包括相机、镜头和调焦组件，所述相机固定在所述调节结构的侧边，所述焦距组件连接所述镜头。

进一步地，所述光学成像系统还包括保护镜片，用于减小反射激光对所述相机的损伤。

进一步地，所述激光焊接头设有LED照明组，用于所述光学成像系统的光亮补偿。与现有技术相比，本发明实施例主要有以下有益效果：