激光焊接焊缝质量检测技术研究现状

激光焊接焊缝质量检测技术研究现状

王佩

身份证号：13018119950829**** 【摘要】激光焊接属于焊接技术中的一种，伴随焊接科研内容的深入，激光焊接技术在当下的焊接中得到了应用。在当下的焊接质量检测技术中，超声检测、红外辐射检测、X射线检测属于长阿健的焊接焊缝检测技术，激光焊接焊缝质量检测技术属于新型检测技术，对此文章就其研究现状进行了分析与探讨。

【关键词】激光 焊缝质量检测 技术研究

激光焊接与传统的焊接技术有所不同，这一技术的使用需要复杂的系统进行支持，激光焊接焊缝质量检测技术作为当下的焊接焊缝质量检测技术之一，其能够对结构件的焊接质量进行检测，与传统的检测技术相比，激光焊接焊缝检测技术具有一定的优势。

一、激光焊接技术的工艺特点

相比于传统的焊接工艺，功率密度高，热输入小且集中是激光焊接最突出的特点。这些特点使得被焊金属熔化快，焊接部位的热变形和热影响区小，焊接速度快，从而实现了焊接性能差的金属以及非金属的焊接，甚至异种材料之间的焊接。相比于同样具有高能量密度的电子束工艺，激光焊接可在大气压中进行，无需真空室，因而省去了真空结构设计成本。通过实践经验可知，在同样质量的激光束条件下，激光焊接也可实现单面焊接双面成形，效果与电子束焊接相似。同样，与电弧焊接技术相比，激光焊接接头的热影响区十分窄小，从而使热变形得到了限制，便提高了焊缝的综合冶金性能。激光焊接技术消除了焊条及电极产生的污染，对于传统技术很难焊接的合金系列也使它们实现了焊接的可能性。

然而当前激光焊接技术也存在一些技术问题:①焊接过程中存在气孔。焊接过程中气孔出现的原因至今还未得到科学解释。有人猜测，激光在焊接冷却过程中，氢气孔是由于氢的溶解性变差而产生的或者是熔池内激光束引发金属变化匙孔发生变动形成紊流从而产生气孔。②焊接过程不稳定。在深熔过程中激光常伴随匙孔效应发生，由于匙孔是由对激光有很强的吸附作用的等离子体和金属蒸汽组成，所以这些气体会使焊接过程出现不稳定。③焊接过程易出现裂纹。一般来说，激光的功率和密度高，所以热影响区很小，而被焊接材料在冷却过程中速度很快，导致有些合金在最后凝固的柱状晶晶区形成共晶组织，导致结晶产生裂纹。

国内外研究现状与趋势

2.1超声波焊缝质量检测方法

基于超声波的焊缝质量检测技术是焊接领域无损检测的重要组成。其优点是:超声波探测的距离大、体积小。超声波检测的原理是:向被测对象发射超声波，若待检测零件某处内部存在某种缺陷，声波反射回来的波形和反射时问都具有差异性，超声波检测缺陷就是利用这种差异来判断被测物体内部是否存在缺陷，以及评估是何种缺陷。国外，Rephaella等人针对焊接质量检测问题，利用超声波进行检测，并采用相应算法对集中焊接缺陷分类，分析了焊接缺陷与超声波回波信号的耦合关系。张宽双团等人对点焊中的焊接缺陷，利用超声波检测方法进行了检测，并通过数值仿真的方法进行了仿真分析，并揭示了对应关系。另有学者利用超声C扫描技术对铝电阻点焊进行无损检测，对铝点焊的焊缝尺寸和形状进行了评估，利用试验证明了该方法的可行性。

超声波检测焊缝质量的缺点是对缺陷的显示结果不直观，返回的只是一系列信号，还需要有经验的工人进行缺陷种类的识别，可见该方法容易受主观因素的影响。

2.2基于红外辐射的焊缝质量检测

在采用热成像技术进行缺陷检测方面，Heesang Park等利用热成像技术实现焊接裂纹缺陷检测，验证了该方法可以检测小裂纹。U. Sreedhar等人针对金属管道进行了无损检测，探讨了利用红外辐射技术检测金属管道小裂纹的可行性。刘文霞困等人将红外热成像技术应用到电子封装领域，对PCB缺陷孔进行了无损检测，实验结果证明设计的检测算法是可行的，而且效率高。但是该方法检测精度不高，很难定量的针对缺陷进行有效评价，实时性也不好。

2.3基于X射线的焊缝质量检测

基于X射线的焊缝质量检测技术是一种非常重要的无损检测技术。刘涵等学者利用卷积神经网络算法对石油管道进行了检测。特别是针对小面积缺陷区域，并建立了缺陷图库。虽然基于X摄像进行焊缝质量检测的研究很多而且相对比较成熟，但是采用X射线数字成像缺陷检测系统只能对焊缝内部缺陷进行识别，而不能对焊缝的外观缺陷进行有效的检测，故此也存在一定的弊端。

三、结束语

焊接焊缝质量检测技术是检测结构件焊接质量的主要形式，但不同的检测技术在检测过程中具有抗干扰能力较差、焊接融深测量较差等缺点，也就导致了其在使用过程中具有一定的限制性。激光焊接技术作为新型焊接技术，需要进行一种高精度的测量技术开展质量测量工作，以保障技术应用质量的提升。

【参考文献】

[1]陈旭阳.金属材料加工工艺中激光技术的应用[J].中国高新科技.2019(11)

[2]王占海.浅析激光技术在材料加工产业中的应用[J].信息记录材料.2019(05)

[3]王丽娟.激光技术在金属材料加工工艺中的应用研究[J].信息记录材料.2019(04)