一种焊接质量监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于石油工程技术领域，尤其涉及一种焊接质量监测系统。
【背景技术】
[0002]激光/电弧复合焊技术具有焊接速度快、焊接熔深大、桥接能力好、焊缝力学性能好、一次焊层厚、节约焊材等优点。但是激光/电弧复合焊焊接设备系统庞大，结构复杂，电弧电压、送丝速度、激光能量、激光离焦量、激光入射角度、光丝间距等诸多参数都会影响焊接成型效果和焊接质量。因此需要对焊接过程质量进行在线监测。
[0003]目前，管道自动焊接装备是由人工直接观察在线监测焊接质量，这种监测方式一方面不能适应激光/电弧复合焊较高的焊接速度，无法观察内部熔合情况，且不能记录监测数据；另一方面高能激光还会对人体的眼睛和皮肤造成伤害，虽然有防护装备，但是应当尽量避免。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术存在的问题，本实用新型实施例提供了一种焊接质量监测系统，用于解决现有技术中的人工观察焊接质量不精确，且无法避免高能激光对人体伤害的技术问题。
[0005]本实用新型提供了一种焊接质量监测系统，所述系统包括:
[0006]焊枪，所述焊枪用于对焊点进行焊接；
[0007]红外热像仪，所述红外热像仪用于摄录所述焊点的熔池红外热成像数据；
[0008]图像采集卡，所述图像采集卡的第一端口与所述红外热像仪的第二端口连接，用于采集所述熔池红外热成像数据，将所述熔池红外热成像数据发送至图像处理计算机；
[0009]图像处理计算机，所述图像处理计算机的第三端口与所述图像采集卡的第四端口连接，用于分析所述熔池红外热成像数据获取焊接参数，将所述焊接参数与预设的焊接标准相比较，获取焊点质量评估结果。
[0010]上述方案中，所述图像处理计算机包括:
[0011]图像处理器，所述图像处理器用于对所述熔池红外热成像数据进行分析，获取焊接参数；
[0012]质量分析器，所述质量分析器与所述图像处理器的一端连接，用于将所述焊接参数与预设的焊接标准相比较，获取焊点质量评估结果；
[0013]存储器，所述存储器与所述图像处理器的另一端连接，用于存储所述熔池红外热成像数据。
[0014]上述方案中，所述焊接参数包括:所述熔池的尺寸、结构以及温度梯度。
[0015]上述方案中，所述焊枪包括:激光焊枪及电弧焊枪。
[0016]本实用新型提供了一种焊接质量监测系统，所述系统包括:焊枪，所述焊枪用于对焊点进行焊接；红外热像仪，所述红外热像仪用于摄录所述焊点的熔池红外热成像数据；图像采集卡，所述图像采集卡的第一端口与所述红外热像仪的第二端口连接，用于采集所述熔池红外热成像数据，将所述熔池红外热成像数据发送至图像处理计算机；图像处理计算机，所述图像处理计算机的第三端口与所述图像采集卡的第四端口连接，用于分析所述熔池红外热成像数据获取焊接参数，将所述焊接参数与预设的焊接标准相比较，获取焊点质量评估结果；如此，可实现自动化焊接质量的在线监测，提高了监测效率及质量，降低漏检率，为焊接质量提供参考数据。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例一提供的焊接质量监测系统整体结构示意图；
[0018]图2为本实用新型实施例一提供的导流板的结构示意图；
[0019]图3为本实用新型实施例一提供的防护板的结构示意图。
[0020]附图标记说明:
[0021]1-焊枪；2_红外热像仪；3_图像采集卡；4_图像处理计算机；41_图像处理器；42-质量分析器；43_存储器；5_激光传感器；6_控制器；7_执行器；8_导流板；9_防护板；91-第一金属板；92_第二金属板。
【具体实施方式】
[0022]为了确保激光/电弧复合焊的焊接质量，提高焊接质量监测效率，本实用新型提供了一种焊接质量监测系统，所述系统包括:焊枪，所述焊枪用于对焊点进行焊接；红外热像仪，所述红外热像仪用于摄录所述焊点的熔池红外热成像数据；图像采集卡，所述图像采集卡的第一端口与所述红外热像仪的第二端口连接，用于采集所述熔池红外热成像数据，将所述熔池红外热成像数据发送至图像处理计算机；图像处理计算机，所述图像处理计算机的第三端口与所述图像采集卡的第四端口连接，用于分析所述熔池红外热成像数据获取焊接参数，将所述焊接参数与预设的焊接标准相比较，获取焊点质量评估结果。
[0023]下面通过附图及具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
[0024]本实施例提供一种焊接质量监测系统，如图1所示，所述系统包括:焊枪1、红外热像仪2、图像采集卡3、图像处理计算机4 ;其中，
[0025]所述焊枪I用于对焊点进行焊接；所述焊枪I包括:激光焊枪11及电弧焊枪12。
[0026]所述红外热像仪2用于在焊枪I焊接过程中，摄录所述焊点的熔池红外热成像数据及焊缝成型过程；所述图像采集卡3的第一端口与所述红外热像仪2的第二端口连接，当所述红外热成像仪2将所述熔池红外热成像数据及焊缝成型过程摄录完成后，所述图像采集卡3具体用于:采集所述熔池红外热成像数据及焊缝成型过程，将所述熔池红外热成像数据焊缝成型过程发送至图像处理计算机4 ;
[0027]所述图像处理计算机4的第三端口与所述图像采集卡3的第四端口连接，当所述图像处理计算机4接收到所述熔池红外热成像数据后，具体用于:分析所述熔池红外热成像数据获取焊接参数，将所述焊接参数与预设的焊接标准相比较，获取焊点质量评估结果。这里，所述焊接参数包括:所述熔池的尺寸、结构以及温度梯度。
[0028]具体地，所述图像处理计算机4包括:图像处理器41、质量分析器42以及存储器43 ;其中，
[0029]当所述图像处理计算机4与所述图像处理器的一端连接，当所述图像处理计算机4接收到所述熔池红外热成像数据后，所述图像处理器41具体用于:对所述熔池红外热成像数据进行分析，获取焊接参数，将所述焊接参数发送至所述质量分析器42。
[0030]当所述质量分析器42接收到所述焊接参数时，具体用于:将所述焊接参数与预设的焊接标准相比较，自动获取焊点质量评估结果；并对检测异常的焊点的时间、坐标进行记录，将所述异常的焊点的时间、坐标发送至存储器43。
[0031]所述存储器43用于存储所述熔池红外热成像数据、所述焊接成型过程的图像数据以及所述异常焊点的时间、坐标数据。
[0032]这里，当所述图像处理计算机4检测到所述焊点的焊接参数不满足所述焊接标准时，还用于:提取所述焊点的焊接时间、焊接位置信息，分析所述焊点的焊接时间及所述焊接位置存在的缺陷，为焊接质量检测提供参考数据。
[0033]当操作人员需要离线分析时，所述图像处理计算机4还用于:
[0034]读取所述存储器43中存储的所述熔池红外热成像数据，对所述熔池红外热成像数据进行离线分析，获取离线分析信息；并通过帧播放所述熔池红外热成像过程及焊接成型过程，为不同材料、不同参数的焊接工艺提供数据参考。
[0035]另外，为了解决在高速焊接时，确保所述复合焊焊枪与所述焊缝保持动态对的精度，保证焊缝成型效果和焊接质量。本实施例提供的焊接质量监测系统还包括:激光传感器5、控制器6、执行器7、导流板8及防护板9。其中，
[0036]所述激光传感器5与所述图像处理计算机4的第五端口连接，所述激光传感器5采集到焊缝的第一位置图像信息及第二位置图像信息，将所述第一位置图像信息及第二位置图像信息发送至图像处理计算机4。
[0037]具体地，所述激光传感器5投射到焊缝上的特定频率的激光条纹经过滤光片过滤其他频率干扰光线后由电荷親合元件(CCD，Charge-Coupled Device)成像单元摄取包含焊缝参数的图像信息。所述焊缝参数包括:所述焊缝的横向偏差、纵向偏差、所述焊缝的对口间隙以及所述焊缝的错边量。
[0038]在焊接过程中，当所述图像处理计算机4接收到所述第一位置图像信息及第二位置图像信息时，所述图像处理器41首先根据所述第一位置图像信息及所述第二位置图像信息计算所述焊缝的横向偏差、纵向偏差；根据所述第二位置图像信息获取所述焊缝的对口间隙以及所述焊缝的错边量，根据所述对口间隙及所述错边量拟合计算激光输出功率控制量。
[0039]具体地，所述图像处理器41利用激光功率控制函数拟合计算激光输出功率控制量。
[0040]因所述复合焊具有大熔深、桥接能力好的特点，因此可以适应较大的错边量，所述错边量的值具体可以为:0?2mm。但如果所述错边量超过2mm，就需要增大所述复合焊的激光输出功率控制量。
[0041]一般来说，透焊双面Imm坡口钝边需要IKW的激光输出功率，因此，在焊缝内部成型时，所需第一激光输出功率P1可以根据公式(I)得出。
[0042]P1= P0*(1+1/2*C) (I)
[0043]其中，在公式⑴中，所述Ptl为基础功率，所述C为错边量。
[0044]进一步地，因所述复合焊的激光束的聚焦直径一般为0.33mm，当坡口钝边较小时，所述激光束可以适应的对口间隙