一種熔池表面形貌實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】一種熔池表面形貌實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置，有一能產(chǎn)生豎直向下的激光束的激光器（1），在激光器（1）的下方安裝能對(duì)激光器（1）發(fā)射的激光束進(jìn)行反射的第一鏡面（5），使激光束以入射角（θ）的方向打到處于水平位置的熔池（3）上；在熔池（3）的另外一側(cè)安裝能將經(jīng)過熔池（3）表面反射后的激光束改變?yōu)樨Q直向上的第二鏡面（6）；在第二鏡面（6）的上方安裝能使豎直向上的激光束變?yōu)樗椒较虻牡谌R面（7）；在第三鏡面（7）的前方安裝能夠使第三鏡面（7）反射過來的帶有熔池表面形貌信息的激光束呈現(xiàn)出熔池表面形貌圖像的成像屏（8）。
【專利說明】
一種熔池表面形貌實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種熔池表面形貌實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置，屬于自動(dòng)化焊接技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 焊接熔池的形貌以及表面的流動(dòng)情況對(duì)焊縫的成型有著特別重要的影響，而焊縫 的成型是影響焊縫質(zhì)量的一個(gè)重要的因素。當(dāng)前，對(duì)焊接質(zhì)量的檢測(cè)主要是在焊縫成型后 利用射線探傷(RT)、超聲探傷(UT)、滲透探傷(PT)、磁性探傷(MT)等方法，這種檢測(cè)的弊端 在于:一旦從焊縫某處開始一些影響焊縫質(zhì)量的外部因素或焊接參數(shù)發(fā)生改變，而技術(shù)人 員并不知情，會(huì)導(dǎo)致從此處開始的后面整條焊縫的質(zhì)量下降，為后期的修補(bǔ)增加了很大的 工作量。
[0003] 在焊接過程中，焊接熔池的表面形貌承載著豐富的的信息，對(duì)焊接過程的穩(wěn)定性、 焊縫的成型、熔透狀態(tài)等有很好的的反映，但現(xiàn)有的熔池表面形貌觀測(cè)裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià) 格昂貴，使用不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實(shí)用新型的目的是提供一種熔池表面形貌實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置。
[0005] 本實(shí)用新型本實(shí)用新型是一種熔池表面形貌實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置，有一能產(chǎn)生豎直向下 的激光束的激光器1，在激光器1的下方安裝能對(duì)激光器1發(fā)射的激光束進(jìn)行反射的第一鏡 面5,使激光束以入射角0的方向打到處于水平位置的熔池3上;在熔池3的另外一側(cè)安裝能 將經(jīng)過熔池3表面反射后的激光束改變?yōu)樨Q直向上的第二鏡面6;在第二鏡面6的上方安裝 能使豎直向上的激光束變?yōu)樗椒较虻牡谌R面7;在第三鏡面7的前方安裝能夠使第三鏡 面7反射過來的帶有熔池表面形貌信息的激光束呈現(xiàn)出熔池表面形貌圖像的成像屏8。
[0006] 本實(shí)用新型的有益效果是可以在焊接時(shí)實(shí)時(shí)的觀測(cè)焊接熔池表面形貌，通過所觀 測(cè)到的熔池表面形貌及時(shí)的對(duì)焊縫的成型情況作出判斷。該裝置直接安裝在焊槍上，各部 件與支架之間的連接全部由普通球形萬向節(jié)連接，可方便的根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整方向，安裝 簡(jiǎn)單，操作方便。
【附圖說明】
[0007] 圖1本實(shí)用新型的原理示意圖，圖2拍攝的熔池形貌成像照片，圖3為304不銹鋼焊 縫成型，附圖標(biāo)記及對(duì)應(yīng)名稱為:激光器1，焊槍2,熔池3,工件4,第一鏡面5,第二鏡面6,第 三鏡面7，成像屏8，熔池表面形貌圖像9，眼睛觀察位置10。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 如圖1所示，本實(shí)用新型是一種熔池表面形貌實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置，有一能產(chǎn)生豎直向下 的激光束的激光器1，在激光器1的下方安裝能對(duì)激光器1發(fā)射的激光束進(jìn)行反射的第一鏡 面5,使激光束以入射角0的方向打到處于水平位置的熔池3上;在熔池3的另外一側(cè)安裝能 將經(jīng)過熔池3表面反射后的激光束改變?yōu)樨Q直向上的第二鏡面6;在第二鏡面6的上方安裝 能使豎直向上的激光束變?yōu)樗椒较虻牡谌R面7;在第三鏡面7的前方安裝能夠使第三鏡 面7反射過來的帶有熔池表面形貌信息的激光束呈現(xiàn)出熔池表面形貌圖像的成像屏8。
[0009] 根據(jù)以上所述的熔池表面形貌實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置，入射角9的取值范圍為2013~60°。
[0010] 根據(jù)以上所述的熔池表面形貌實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置，第一鏡面5的鏡面所指的方向?yàn)楹?槍2的方向，安裝角度為與工件4的水平面呈120°夾角;第二鏡面6與第一鏡面5以焊槍2的中 心軸為對(duì)稱軸相互對(duì)稱;第三鏡面7的鏡面所指方向?yàn)槌上衿?的方向，與工件4的水平面呈 45°夾角。
[0011] 如圖1所示，本實(shí)用新型的工作過程為:在熔池3前方的一側(cè)垂直放置能產(chǎn)生波長(zhǎng) 為650nm的豎直向下的紅色的激光束的激光器1，在激光器1的下方安裝能將方向?yàn)樨Q直向 下的激光束進(jìn)行反射的第一鏡面5,使激光束以入射角為euo 13~60,的方向打到處于水平 位置的熔池3上;安裝在熔池3的另外一側(cè)以焊槍2的中心軸為對(duì)稱軸且與第一鏡面5對(duì)稱的 第二鏡面6,將經(jīng)過熔池3表面反射后的激光束的方向變?yōu)樨Q直向上;在第二鏡面6的上方安 裝能使豎直向上的激光束變?yōu)樗椒较虻谌R面7;成像屏8安裝在第三鏡面7的前方，這樣 經(jīng)熔池3反射后的激光束打在成像屏8上就會(huì)呈現(xiàn)出熔池表面形貌的像9,可以很方便的在 成像屏8上實(shí)時(shí)觀測(cè)熔池的形狀。
[0012] 本實(shí)用新型的觀測(cè)裝置可以在焊接過程中實(shí)時(shí)的觀測(cè)熔池表面形貌，一旦當(dāng)焊接 熔池的形貌發(fā)生改變時(shí)技術(shù)人員可以暫停焊接過程，檢查焊接參數(shù)等一些影響焊縫質(zhì)量的 因素，待確定無誤時(shí)再繼續(xù)施焊。
[0013] 將該熔池表面形貌實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置安裝在焊槍上，采用WSM-250IGBT鎢極氬弧焊機(jī)， 在如表1所示的焊接參數(shù)下：
[0015] 以304不銹鋼板為母材進(jìn)行了焊接，得到如圖2所示的未經(jīng)任何圖像處理的熔池表 面形貌圖像和圖3所示的304不銹鋼焊縫成型。
[0016] 以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一 步詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體是實(shí)例而已，并不用于限制本實(shí) 用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種熔池表面形貌實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置，其特征在于有一能產(chǎn)生豎直向下的激光束的激光 器（1 )，在激光器（1)的下方安裝能對(duì)激光器（1)發(fā)射的激光束進(jìn)行反射的第一鏡面(5 )，使 激光束以入射角（Θ)的方向打到處于水平位置的熔池(3)上;在熔池(3)的另外一側(cè)安裝能 將經(jīng)過熔池(3)表面反射后的激光束改變?yōu)樨Q直向上的第二鏡面(6);在第二鏡面(6)的上 方安裝能使豎直向上的激光束變?yōu)樗椒较虻牡谌R面(7);在第三鏡面(7)的前方安裝能 夠使第三鏡面(7)反射過來的帶有熔池表面形貌信息的激光束呈現(xiàn)出熔池表面形貌圖像的 成像屏(8)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔池表面形貌實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置，其特征在于入射角（Θ)的取值范 圍為20°~600。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔池表面形貌實(shí)時(shí)觀測(cè)裝置，其特征在于第一鏡面(5)的鏡面 所指的方向?yàn)楹笜?2)的方向，安裝角度為與工件(4)的水平面呈120°夾角;第二鏡面(6)與 第一鏡面(5)以焊槍(2)的中心軸為對(duì)稱軸相互對(duì)稱;第三鏡面(7)的鏡面所指方向?yàn)槌上?屏(8)的方向，與工件(4)的水平面呈45°夾角。
【文檔編號(hào)】B23K37/00GK205629696SQ201521095409
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年12月28日
【發(fā)明人】黃健康, 孫天亮, 李挺
【申請(qǐng)人】蘭州理工大學(xué)