Patent RU-2258589-C1 (RU)
Title: Способ и устройство диагностики и управления качеством лазерной сварки
Inventor: KEREMZHANOV A F
IPC: B23K26/03
Filed: 2004-12-30
Granted: 2005-08-20
Abstract: Изобретение относится к области сварочной техники, в частности к способу и устройству диагностики и управления качеством лазерной сварки, и может быть использовано при решении задач диагностики, многопараметрического контроля во всех высококачественных, высокопроизводительных процессах лазерной сварки.  В качестве сварочного инструмента используют луч лазера.    Идентифицируют номер сварочной точки, текущее положение, длину шва или пропуск проплавления посредством счета сигналов наличия процесса сварки и сопоставления их с реперными отсчетами времени. Идентифицируют номер свариваемого шва по сигналу окончания сварки или по сигналу открытого края шва, или по сигналу закрытого края шва соответственно заданной технологии сварки. Идентифицируют номер свариваемого изделия по количеству сваренных швов и/или длинам швов. Определяют возможность появления дефектов несплошности и причин снижения ресурса узлов лазерного оборудования для заданной технологии сварки по равенству или превышению шестого порогового значения суммарным сигналом И Σ.  Определяют превышение кромок свариваемых деталей путем пороговой амплитудной селекции сигналов Иi свариваемых деталей, визируемых соответственно заданной технологии сварки впереди и по боковым сторонам траектории стыка. Идентифицируют фактические или по предпороговым сравнениям возможные причины непровара по появлению сигналов пороговых или предпороговых уровней недопустимых превышений кромок, отклонений от стыка, величины зазора, снижений уровней интенсивности лазерного излучения, амплитуды, длительности, частоты сигналов интенсивности накачки лазера, увеличения скорости сварки и недопустимых изменений  величины лазерного пятна. Идентифицируют фактические или по предпороговым сравнениям возможные причины перегрева и выбросов по появлению сигналов пороговых или предпороговых уровней недопустимых превышений интенсивности лазерного излучения, амплитуды, длительности, частоты сигналов интенсивности накачки лазера, уменьшения скорости сварки и недопустимых изменений величины лазерного пятна. Регистрируют соответственно заданной технологии сварки сигналы недопустимых состояний проплавления, фактических или возможных их причин для корректировок сварочного процесса в реальном времени или  переплавления дефектного участка или остановки процесса при длительном нарушении оптимального процесса сварки и формируют сигналы автоматического управления процессом лазерной сварки путем адаптивного изменения амплитуды, длительности накачки лазера, скорости сварки, частоты импульсов и фокусировки лазерного излучения. Устройство   снабжено лазерным блоком с датчиком интенсивности лазерного луча, датчиком тока накачки лазера , расположенным в блоке источника питания, и блоком электронного согласования.  Операционный блок электрически подключен входом и выходом к инфракрасному преобразователю через блок электронного согласования, который подключен к входу  и выходу блока управления , датчику тока накачки лазера и  датчику интенсивности лазерного луча. Инфракрасный преобразователь выполнен с возможностью ориентирования по областям визирования окрестностей поверхностей, расположенных по ходу  относительного движения лазерного луча по стыку, впереди и по боковым сторонам траектории стыка или относительно оси луча для контроля подходов к прихватке шва, к окончанию шва сплошного металла закрытого края и к окончанию шва кромки открытого края, окрестности поверхности теплового следа формируемой сварочной ванны, окрестности поверхности фокусировки лазерного пятна, окрестности  тепловых следов контролируемых поверхностей лазерного  блока для диагностирования их ненормативных режимов и отклонений. Изобретения позволяют в реальном времени диагностировать качество проплавления, дефекты лазерной сварки (непровар, перегрев, выброс, прожог, несплошности), снижение ресурса лазерного оборудования, недопустимые изменения параметров сварки (энергии лазерного луча, его накачки; временных режимов, в том числе длительности, частоты импульсов, скорости сварки; фокусировки лазерного пятна; зазора, отклонения от стыка и превышения кромок свариваемых деталей; газовой защиты зоны сварки).  2н. и 9 з.п.ф-лы, 1ил.