激光-電弧復(fù)合焊接協(xié)同增強效應(yīng)在線檢測方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光-電弧復(fù)合焊接，具體地，涉及一種激光-電弧復(fù)合焊接協(xié)同增強效應(yīng)在線檢測方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的焊接方法一直是焊接工作者不懈的追求，通過兩個或者以上焊接熱源的協(xié)同作用是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低成本焊接的一個重要途徑，激光-電弧復(fù)合焊接便是其中最有發(fā)展前景的先進焊接方法之一。目前，激光-電弧復(fù)合焊接已在工業(yè)領(lǐng)域得到了大幅度的應(yīng)用。
[0003]激光-電弧復(fù)合焊最佳的工藝效果是發(fā)揮激光和電弧的協(xié)同作用，使得激光-電弧復(fù)合焊取得了 1+1>2的效果。然而，已有研究表明大電流條件下激光不再吸引、壓縮電弧，激光、電弧協(xié)同增強效應(yīng)消失，激光-電弧復(fù)合焊的熔深甚至小于相同條件的下的激光焊，激光-電弧復(fù)合焊接模式也從深熔焊轉(zhuǎn)向熱導(dǎo)焊，這是復(fù)合焊接應(yīng)該避免的工藝參數(shù)范圍。
[0004]在實際的激光-電弧復(fù)合焊接工藝過程中，為了獲得穩(wěn)定的激光-電弧復(fù)合焊接過程和焊縫成形，必須保證焊接模式的一致性，即一直處于激光-電弧復(fù)合焊接協(xié)同增強效應(yīng)狀態(tài)。因此需要對激光-電弧復(fù)合焊接過程協(xié)同增強效應(yīng)進行快速、準(zhǔn)確地監(jiān)測。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種激光-電弧復(fù)合焊接協(xié)同增強效應(yīng)在線檢測方法及裝置。
[0006]本發(fā)明的一個方面提供的激光-電弧復(fù)合焊接協(xié)同增強效應(yīng)在線檢測方法，包括如下步驟:
[0007]步驟1:采集復(fù)合等離子體光譜特征；
[0008]步驟2:選取與焊接保護氣氛對應(yīng)的氣體譜線和與待焊接材料對應(yīng)的金屬譜線；
[0009]步驟3:計算所述氣體譜線比上所述金屬譜線的強度比值并監(jiān)控所述強度比值，當(dāng)所述強度比值小于強度比值閾值時，則判定為激光-電弧復(fù)合焊接處于協(xié)同增強狀態(tài)，當(dāng)所述強度比值大于強度比值閾值時，則判定為激光-電弧復(fù)合焊接協(xié)同增強效應(yīng)消失。
[0010]優(yōu)選地，所述氣體譜線根據(jù)電弧保護氣不同對應(yīng)選擇Ar譜線、He譜線或N譜線。
[0011]優(yōu)選地，所述待焊材料對應(yīng)的金屬譜線根據(jù)待焊材料所含的合金元素可對應(yīng)選擇金屬譜線。
[0012]優(yōu)選地，在步驟2中，選擇與焊接保護氣氛對應(yīng)的任一波長的氣體譜線和與待焊接材料對應(yīng)的任一波長金屬譜線。
[0013]優(yōu)選地，激光米用CO2氣體激光器、YAG固體激光器、半導(dǎo)體激光器或光纖激光器。
[0014]優(yōu)選地，電弧采用TIG電弧、MIG電弧或等離子弧。
[0015]本發(fā)明的另一個方面提供的激光-電弧復(fù)合焊接協(xié)同增強效應(yīng)在線檢測裝置，包括:光譜儀、控制主機和顯示器；
[0016]所述光譜儀和所述顯示器均連接所述控制主機；所述光譜儀用于采集復(fù)合等離子體光譜特征；所述控制主機用于計算與焊接保護氣氛對應(yīng)的氣體譜線和與待焊接材料對應(yīng)的金屬譜線的強度比值并監(jiān)控所述強度比值，當(dāng)所述強度比值小于強度比值閾值時，則判定為激光-電弧復(fù)合焊接處于協(xié)同增強狀態(tài)，當(dāng)所述強度比值大于強度比值閾值時，則判定為激光-電弧復(fù)合焊接協(xié)同增強效應(yīng)消失；所述顯示器用于顯示所述氣體譜線、所述金屬譜線以及所述強度比值。
[0017]優(yōu)選地，還包括三維坐標(biāo)調(diào)整裝置，所述光譜儀包括光纖；所述光纖連接所述三維坐標(biāo)調(diào)整裝置；所述三維坐標(biāo)調(diào)整裝置連接所述控制主機。
[0018]優(yōu)選地，還包括透鏡和狹逢；
[0019]所述光纖依次通過所述狹逢、所述透鏡采集復(fù)合等離子體光譜特征。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0021]1、本發(fā)明能夠使激光-電弧復(fù)合焊接一直處于協(xié)同增強效應(yīng)狀態(tài)，提高了焊接的效率；
[0022]2、本發(fā)明通過光譜儀等常用設(shè)備即可實現(xiàn)，易于推廣應(yīng)用；
[0023]3、本發(fā)明通過監(jiān)控譜線和所述金屬譜線的強度比值使焊接一直處于協(xié)同增強效應(yīng)狀態(tài)，適用范圍較廣。
【附圖說明】
[0024]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0025]圖1為本發(fā)明中激光-電弧復(fù)合焊接協(xié)同增強效應(yīng)在線檢測方法的步驟流程圖；
[0026]圖2為本發(fā)明中激光-電弧復(fù)合焊接協(xié)同增強效應(yīng)在線檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明中Ar譜線和Mg譜線的譜線圖。
[0028]圖中:
[0029]I為顯示器；
[0030]2為控制主機；
[0031]3為光譜儀；
[0032]4為光柵；
[0033]5為光纖；
[0034]6為三維坐標(biāo)調(diào)整裝置；
[0035]7為狹逢；
[0036]8為透鏡；
[0037]9為氣體噴嘴；
[0038]10為電極；
[0039]11為電??；
[0040]12為熔滴；
[0041]13為熔池；
[0042]14為激光束。
【具體實施方式】
[0043]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0044]激光-電弧復(fù)合焊最佳的工藝效果是發(fā)揮激光和電弧的協(xié)同作用，使得激光-電弧復(fù)合焊取得了 1+1>2的效果。然而，已有研究表明大電流件下激光不再吸引、壓縮電弧，激光、電弧協(xié)同增強效應(yīng)消失，激光-電弧復(fù)合焊的熔深甚至小于相同條件的下的激光焊，激光-電弧復(fù)合焊接模式也從深熔焊轉(zhuǎn)向熱導(dǎo)焊，這是復(fù)合焊接應(yīng)該避免的工藝參數(shù)范圍。在實際的激光-電弧復(fù)合焊接工藝過程中，為了獲得穩(wěn)定的激光-電弧復(fù)合焊接過程和焊縫成形，必須保證焊接模式的一致性，即一直處于激光-電弧復(fù)合焊接協(xié)同增強效應(yīng)狀態(tài)。因此需要對激光-電弧復(fù)合焊接過程協(xié)同增強效應(yīng)進行快速、準(zhǔn)確地監(jiān)測。
[0045]在本實施例中，本發(fā)明提供的激光-電弧復(fù)合焊接協(xié)同增強效應(yīng)在線檢測方法，包括如下步驟:
[0046]步驟1:采集復(fù)合等離子體光譜特征；