[实用新型]一种焊接质量在线检测系统

说明书

本实用新型提出一种焊接质量在线检测系统，包括线结构光传感模块、声信号采集模块、支架、导轨、驱动机构、上位机、显示模块，其中，支架设置在待检测焊件的旁侧，导轨设置在待检测焊件的上方，且导轨的两端分别支承在支架；线结构光传感模块、声信号采集模块设置在安装架内，且安装架与导轨连接，驱动机构驱动导轨运动；线结构光传感模块、声信号采集模块分别与上位机连接，上位机的第一输出端与驱动机构的输入端连接，上位机的第二输出端与显示模块的输入端连接。本实用新型通过结合线结构光传感模块和声信号采集模块实现对焊缝表面缺陷分析及焊缝内部缺陷的识别分类，满足焊接质量检测的实时性、准确性的要求。

技术领域

本实用新型涉及焊接设备技术领域，更具体地，涉及一种焊接质量在线检测系统。

背景技术

在焊接过程中，由于焊接材料、工艺偏差及施焊环境等原因，焊缝中常常会伴有焊接质量问题。焊接缺陷主要包括以下两类：一类是肉眼或低倍放大镜能看到的焊缝表面外部缺陷，如咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔、夹渣、表面裂纹、焊缝位置不合理等；另一类是必须用破坏性试验或专门的无损检测方法才能发现的内部缺陷，如内部气孔、夹渣、内部裂纹、未焊透、未溶合等。焊接质量问题严重影响着工业的发展和使用者的生命财产安全，甚至引发灾难性的事故。

目前常规的焊接缺陷无损探测方法包括：射线照相法、超声波检测法、渗透检测法、磁粉检测法、涡流检测法等。然而，现有的焊接缺陷无损探测方法依然存在不同程度的缺陷，例如，射线照相法对裂纹类缺陷的检出率则受透照角度的影响，不能检出垂直照射方向的薄层缺陷，且检测过程中的射线对人体有伤害，需要采取防护措施；渗透检测只能检测出材料的表面开口缺陷，且渗透剂成分对被检工件具有一定腐蚀性，渗透剂所用的有机溶剂具有挥发性，对人体存在一定程度的危害。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术中辅助检测材料或检测过程对人体有不同程度的危害的缺陷，提供一种焊接质量在线检测系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种焊接质量在线检测系统，包括线结构光传感模块、声信号采集模块、支架、导轨、驱动机构、上位机、显示模块，其中，支架设置在待检测焊件的旁侧，导轨设置在待检测焊件的上方，且导轨的两端分别支承在支架；线结构光传感模块、声信号采集模块设置在安装架内，且安装架与导轨连接，驱动机构驱动导轨的运动；线结构光传感模块、声信号采集模块分别与上位机连接，上位机的第一输出端与驱动机构的输入端连接，上位机的第二输出端与显示模块的输入端连接。

在使用过程中，先将支架设置在待检测焊件的上方，并将导轨支承在支架上且设置在待焊接焊件的正上方。在焊件焊接过程中，上位机向驱动机构发送驱动信号，驱动机构根据所接收的驱动信号控制导轨的运动，使安装架移动至目标起始位置并以与焊枪相同的移动速度在待检测焊件上方移动，其中安装架上的声信号采集模块工作并采集待检测焊件的焊接声信号，然后传送到上位机中进行波形处理，得到焊接缺陷类型。当焊件完成焊接后，上位机向驱动机构再次发送驱动信号，驱动机构以相同的速度控制导轨的运动，此时线结构光传感模块采集待检测焊件的焊缝上的线斑图像并传送到上位机中进行图像处理，得到焊缝的轮廓图像，最后上位机将数据处理结果传送到显示模块中进行实时显示。

在本技术方案中，线结构光传感模块用于投射激光信号到待检测焊件的表面并进行图像采集，然后根据待检测焊件上的焊缝造成的光信号变化来计算焊缝的位置和深度信息；声信号采集模块用于采集焊接过程中的声信号，其中声信号包括激光焊接过程中在小孔模式下等离子体从小孔中喷射的压力拨动造成的焊接声信号，或是电弧焊接过程中由于熔池的持续冲击和电弧内部自身的高频振荡而产生的焊接声信号，以及由于材料内部结构发生变化而引起材料重新分布导致的机械能转变为声能的内部声信号，上位机可根据采集的声信号进行波形处理，得到待检测焊件的焊接缺陷类型；驱动机构用于根据上位机发送的驱动信号控制设置导轨的运动；显示模块用于实时待检测焊件的焊接质量检测结果。