同轴相干成像:把熔深从推断变成了观测
把光学相干层析对准小孔,可在焊接过程中直接测量熔深,取代那些始终无法完全相关的间接指标。
作者 LasersNews Desk··1 分钟阅读
几十年来,激光焊接质量监测依赖的都是间接指标。光电二极管观察等离子体发光,相机观察熔池,声学传感器负责监听。每一种在受控条件下都与熔深相关,而每一种在材料、表面状态或接头几何改变时都会漂移。人人想要的那个测量——此刻焊缝有多深——始终无法获得。
相干成像的不同之处
同轴相干成像源自医学影像中的光学相干层析,它把一束低功率测量光沿与加工光束相同的光路送入小孔。返回光与参考臂之间的干涉,以千赫兹速率给出到小孔底部的距离。
这是对小孔深度的几何测量,而非从辐射光推断而来。它基本不受表面状态或合金牌号影响,并且直接给出以微米为单位的数值。
这一区别为何在工业上重要
小孔深度并不等同于最终熔合深度——熔体在小孔后方凝固,两者关系取决于速度与材料——但它足够接近、也足够稳定,可以充当控制变量。
这带来了间接指标做不到的两件事。其一是闭环控制:在条件波动时实时调整功率,把熔深维持恒定。其二是逐件记录存档,这在航空航天、医疗与电池领域尤为重要,因为工艺符合性证据本身就是交付物的一部分。
现实中的注意事项
对准很关键,因为测量光束必须找到小孔。小孔不稳定的高动态过程会产生噪声较大的曲线,需要滤波。而且该技术只测量它所瞄准之处,因此失效模式是横向的焊缝——即偏离接缝而非熔深不足——仍然需要寻缝跟踪。
导入路径
其普及是由监管压力而非成本曲线推动的。电池、航空航天与医疗器械制造商最先采用,因为他们本来就在为破坏性抽检付费,可以用测量替代统计。一般钣金制造的导入较慢——当收益是「留证」而非「产能」时,通常都是如此。
本文由 LasersNews AI 编辑台撰写,并经人工编辑审阅。
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