焊缝质量识别判定装置的制作方法

本实用新型涉及一种焊缝质量识别判定装置。

背景技术：

冷轧连轧激光焊机，主要用于焊接厚度在2mm-5mm、硬度HR30Te在42－95的热轧带钢，焊接的焊缝通过安装在焊接头上部的摄像头拍摄后送到操作室内的显示屏上供焊机操作人员观察判断焊缝质量，操作人员凭借丰富的经验进行目视判断，同时由于其是实时显示的，一旦操作人员在处理其它事务时错过了观察焊缝，则必须到现场焊机内部去检查，提高了工作强度还存在一定的危险性。

部分焊机装备了焊缝质量检测系统，可以将焊缝表面拍摄并记录保存下来显示在显示器上，但对于激光焊接焊缝内部质量情况则无法进行判断识别，从而影响了焊缝质量判断识别的有效性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种焊缝质量识别判定装置，能够更好地识别焊缝的质量。

本实用新型的焊缝质量识别判定装置，在焊机的激光加工头的后方、所述焊缝的上方设置焊缝内部质量检测部件，其包括：涡流检测探头，用于检测所述焊缝的上表面的质量；探头高度控制气缸，所述涡流检测探头设置于所述探头高度控制气缸的活塞杆的底部，所述探头高度控制气缸的活塞杆的伸出和缩回用于控制所述涡流检测探头的降低和升高，从而调节所述涡流检测探头到所述焊缝的距离；探头高度控制编码器，其安装在所述探头高度控制气缸的活塞杆上，用于感测所述活塞杆的位移；以及控制器，其接收所述探头高度控制编码器感测到的所述活塞杆的位移，从而根据所述位移控制所述涡流检测探头到所述焊缝的距离。

进一步地，所述焊缝内部质量检测部件还包括基准高度调节组件，其包括：高度控制辊支架；高度控制辊，所述高度控制辊的个数为两个，平行设置在所述焊缝内部质量检测部件的前后两侧，固定连接在所述高度控制辊支架的底部，用于紧贴所述焊缝；其中，所述高度控制辊支架与所述探头高度控制气缸固定连接用于控制所述探头高度控制气缸的基准高度。

进一步地所述焊缝质量识别判定装置还包括设置在所述焊缝内部质量检测部件侧面的空气流喷吹部件，其包括：喷头支架，其一端固定连接在所述涡流检测探头的侧面；空气流喷吹喷头，其固定连接在所述喷头支架的另一端，所述空气流喷吹喷头朝着所述焊缝向下倾斜并且与所述焊缝表面呈预定角度；喷吹气体控制单元，用于控制所述空气流喷吹喷头的喷吹气体的温度和流量。

优选地，所述预定角度为15～30度。所述喷吹气体控制单元控制所述空气流喷吹喷头的喷吹气体的温度为18～25摄氏度、流量为25～30L/min。

本实用新型的焊缝质量识别判定装置，利用涡流的深度探测功能，可以检测出焊缝表面所不能发现的内部气孔和裂纹等焊缝内部质量缺陷问题。

附图说明

图1为本实用新型的焊缝质量识别判定装置在焊机上的应用示意图；

图2为本实用新型的焊缝质量识别判定装置的结构示意图，其中焊缝内部质量检测部件的矩形外壳未显示。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的焊缝质量识别判定装置作进一步的详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，为焊机1的整体结构示意图。其中，焊机1具有C型机架5，用来将入口带钢2和出口带钢3进行焊接。执行焊接的装置为激光加工头4，激光加工头4从带钢边部开始向前(图1的左边)运动，其后方的入口带钢2和出口带钢3的连接处为焊接完成后的焊缝7。

本实用新型的焊缝质量识别判定装置包括设置在焊机1的激光加工头4的后方、焊缝7的上方的焊缝内部质量检测部件50。还包括：焊接前置检测部件的照相器件10、红外线发射器11、焊接间隙检测部件摄像头20、检测用光源21、焊缝上表面质量检测部件30、焊缝穿透率检测部件40、图像传输处理器件70等。

如图2所示，焊缝内部质量检测部件50包括：涡流检测探头55，用于检测焊缝7的上表面的质量；探头高度控制气缸56，涡流检测探头55设置于探头高度控制气缸56的活塞杆的底部，探头高度控制气缸56的活塞杆的伸出和缩回用于控制涡流检测探头55的降低和升高，从而调节涡流检测探头55到焊缝7的距离；探头高度控制编码器57，其安装在探头高度控制气缸56的活塞杆上，用于感测活塞杆的位移；以及控制器(图中未示出)，其接收探头高度控制编码器57感测到的所述活塞杆的位移，从而根据该位移控制涡流检测探头55到焊缝7的距离。

由于涡流检测探头55需要尽量靠近被测焊缝7的表面，但又不能接触焊缝7的表面，一旦接触则涡流检测探头55就容易损坏而且会出现测量偏差，所以需要有一个基准高度调节组件，用来调节涡流检测探头55的基准高度，即使得涡流检测探头55的高度随着焊缝7的高度变化而实时改变。

基准高度调节组件包括：高度控制辊支架53；高度控制辊52，高度控制辊52的个数为两个，平行设置在焊缝内部质量检测部件50的前后两侧，固定连接在高度控制辊支架53的底部，用于紧贴焊缝7的表面；其中，高度控制辊支架53与探头高度控制气缸56固定连接用于控制探头高度控制气缸56的基准高度。

基准高度调节组件采用双贴面高度控制辊52来保证探头55与被测焊缝7表面的距离，探头55的升降气缸56与双贴面高度控制辊支架53安装在同一框架上，同时在焊接前置检测部件10中剔除大变形量带钢的前提下实现可靠测量及避免损坏。

检测探头最高能抵抗800摄氏度的高温而不损坏，但焊接后焊缝表面在1000摄氏度左右，所以在探头框架侧面设置空气流喷吹部件，在检测探头与焊缝表面的最小1.5mm空间中增加的空气流降温层，将焊缝表面辐射到涡流探头表面的温度控制在600摄氏度左右。

进一步地，如图2所示，本实用新型的焊缝质量识别判定装置还包括设置在焊缝内部质量检测部件50的侧面的空气流喷吹部件，其包括：喷头支架61，其一端固定连接在涡流检测探头55的侧面；空气流喷吹喷头60，其固定连接在喷头支架61的另一端，空气流喷吹喷头60朝着焊缝7向下倾斜并且与焊缝7的表面呈预定角度；喷吹气体控制单元62，用于控制空气流喷吹喷头60的喷吹气体的温度和流量。

优选地，预定角度为15～30度，最优为20度。喷吹气体控制单元62控制空气流喷吹喷头60的喷吹气体的温度为18～25摄氏度(优选为22摄氏度)、流量为25～30L/min(优选为27L/min)。

如图1所示，焊机1需焊接带钢的带头、带尾剪切完成，前置照相器件10将剪切后的带头尾板形上下表面及参考射线拍照后进行焊接前的初步判断，如变形超出可焊接标准或带头尾上有异物，则中断焊接步骤重新剪切，如正常则进行下一步动作.

剪切后需焊接带头带尾搭接完成，焊接间隙检测部件20测量焊接间隙，包括间隙大小和间隙位置，可以客观反映双切剪的位置精度，同时与焊缝位置配合，能够判断激光焦点的位置精度，其特征参数直接影响焊缝熔宽、焊缝余高、焦点偏移等焊接质量参数。

焊接过程中焊缝上表面质量检测部件30对焊接形成焊缝的上表面图像进行高清晰拍摄；焊缝穿透率检测部件40则对焊缝下表面的熔透情况进行检测，其主要受带钢间隙大小、激光功率、光斑偏移量等因素影响，直接影响焊缝的熔深和背面熔透效果，是评价对焊焊缝质量的关键指标之一。

焊缝内部质量检测部件50在焊缝形成后利用涡流的深度探测功能，检测焊缝内部的质量情况判断焊缝内部是否存在气孔和裂纹等内部质量缺陷问题。

最后数据处理及图像显示部件70将综合分析集成各检测部件的数据，形成焊缝质量情况分析图，判断焊缝质量的优劣及是否需要重新焊接。

以上具体实施方式仅为本实用新型的示例性实施方式，不能用于限定本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这些修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。