一种带钢焊缝表面形貌的检测和质量判定方法
【专利摘要】一种带钢焊缝表面形貌的检测和质量判定方法，采用线型激光器对焊缝表面的进行扫描，根据扫描所得到的数据通过计算得到焊缝堆高、凹陷、咬边、错边等数值，根据该数值对焊缝的质量进行判别，实现对焊缝表面形貌质量的连续评判。本发明可快速检测到焊缝表面的形貌，并进行快速的评价，确保酸连轧过程的连续和快速运行，防止带钢断带事故的发生。
【专利说明】一种带钢焊缝表面形貌的检测和质量判定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及带钢表面检测技术，特别涉及一种带钢焊缝表面形貌的检测和质量判定方法。
【背景技术】
[0002]目前带钢焊缝的质量通常由现场的操作工肉眼判断，这一判别方法明显存在操作人员的经验和判别标准上的缺陷，存在效率低和判别不准的问题。
[0003]Miebach公司推出的Q⑶S系统可实现焊缝形貌的自动检测，该系统采用在线的CCD视频观测带钢表面的焊缝形貌，可及时给出焊缝表面的形貌图，并给出焊缝凹陷和错边的曲线供操作人员判断焊缝的质量，实现焊缝表面形貌的实时在线检测，但该系统无法判断严重影响焊缝抗断裂能力的咬边缺陷，判别标准上也存在不足。
[0004]中国专利申请号200810229989公开了 “一种基于线结构光的焊缝表面质量视觉传感器”，利用该传感器可得到焊缝表面的形貌，但该专利并未提及线型激光器的具体参数，特别是扫描的频率，并且该专利提及的技术并不具备对测试结果的分析功能。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种带钢焊缝表面形貌的检测和质量判定方法，快速检测到焊缝表面的形貌，并进行快速的评价，确保酸洗和冷轧过程的连续和快速运行，防止带钢断带事故的发生。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
[0007]本发明采用线型激光器对焊缝表面的进行扫描，根据扫描所得到的数据绘制出焊缝的表面形貌图，同时根据所得到的扫描数据，通过计算得到焊缝堆高、凹陷、咬边、错边等数值，根据该数值对焊缝的表面形貌质量进行判别，从而实现对焊缝表面形貌质量的连续评判。
[0008]在酸轧机组中，为保证轧机的连续运行，前行带钢和后行带钢需要采用焊接的方法将其连接在一起，焊缝的焊接质量是确保焊缝能够顺利通过轧机的先决条件，焊接中的焊接缺陷将直接导致焊缝在拉矫和轧机中断裂，形成断带事故。带钢焊缝在进入到轧机前将承受多次的反复弯曲，在反复弯曲的过程中，焊缝中的应力集中部位会产生疲劳裂纹，这些裂纹的产生将直接降低焊缝的强度，影响焊缝表面应力集中严重程度的焊缝形貌缺陷有:焊缝堆高、焊缝凹陷、焊缝咬边和焊缝错边。
[0009]具体地，本发明的一种带钢焊缝表面形貌的检测和质量判定方法，采用线型激光器扫描实时检测焊缝表面的形貌数据，包括焊缝堆高、凹陷、咬边、搭接，计算上述焊缝特征值、统计特征值最大部位和截面特征，建立焊缝形貌评价标准，再实时检测焊缝表面的形貌，得到焊缝表面形貌的特征值，与焊缝形貌评价标准比对，从而实现焊缝表面质量的判定；其中:
[0010]a)堆高[0011]焊缝堆高表示焊缝高于母材的数值，堆高当量面积的计算公式为:
[0012]
【权利要求】
1.一种带钢焊缝表面形貌的检测和质量判定方法，采用线型激光器扫描实时检测焊缝表面的形貌数据，检测出焊缝堆高、凹陷、咬边、搭接的焊缝缺陷，计算上述焊缝特征值、统计特征值最大部位和截面特征，建立焊缝形貌评价标准，再实时检测焊缝表面的形貌，得到焊缝表面形貌的特征值，与焊缝形貌评价标准比对；其中: a)堆高 焊缝堆高表示焊缝高于母材的数值，堆高当量面积的计算公式为:
2.如权利要求1所述的带钢焊缝表面形貌的检测和质量判定方法，其特征是，线型激光器对焊缝形貌的扫描，扫描宽度范围在3~10mm，高度检测范围在50~150mm，检测精度在0.001~0.005mm，检测到的数据实时发送到上位工控机中，激光器扫描频率不低于30Hz。
3.如权利要求1所述的带钢焊缝表面形貌的检测和质量判定方法，其特征是，采用包括线型激光器、触发开关、上位工控机，下位PC机，线型激光器、触发开关、上位工控机固定在焊机上，在检测过程中随焊机移动；上位工控机负责信号的采集和处理，将线型激光器所采集到的数据进行过滤，收集焊缝及焊缝两边3_范围内的数据，将该数据通过以太网发送到下位PC机，由下位PC机对焊缝检测数据进行分析；触发开关用于控制线型激光器的启动和停止，当触发开关检测到带钢的边缘时，线型激光器开始工作并向上位工控机连续发送检测数据，焊机结束后，触发开关检测到焊机离开带钢后，触发开关通知上位工控机关闭线型激光器，激光器停止工作，触发开关所发出的信号为脉冲信号。
【文档编号】G01B11/24GK103542819SQ201210246506
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月17日 优先权日:2012年7月17日
【发明者】毛兴, 潘红良 申请人:宝山钢铁股份有限公司, 华东理工大学