激光塑料焊接的过程监控和质量控制讲解

激光塑料焊接的过程监控和质量控制

激光塑料焊接已经应用于汽车和医疗设备的制造上。相比于传统连接技术激光塑料焊接技术具有不少优势：焊接对连接材料几乎没有热和机械损失；高质量的焊缝外观；无颗粒焊接；可以通过实时过程监控更好的控制焊接质量。1.实时过程监控焊缝处的质量必需达到两个要求：牢固和紧密。牢固要求材料不能被过渡加热。因此高温计被用来连续监控焊接处的温度，同时也可通过高温计探测上面焊接材料的温度是否足够高来保证焊接的可靠性。紧密要求

激光塑料焊接已经应用于汽车和医疗设备的制造上。相比于传统连接技术激光塑料焊接技术具有不少优势：焊接对连接材料几乎没有热和机械损失；高质量的焊缝外观；无颗粒焊接；可以通过实时过程监控更好的控制焊接质量。

1. 实时过程监控

焊缝处的质量必需达到两个要求：牢固和紧密。牢固要求材料不能被过渡加热。因此高温计被用来连续监控焊接处的温度，同时也可通过高温计探测上面焊接材料的温度是否足够高来保证焊接的可靠性。紧密要求对所有需要连接的地方做到100%的焊接。通过实时过程监控可控制两个被连接的部件在焊接地方是否均匀融化。

为了保证焊接质量上面两个要求在焊接的时候就得确保达到。除了能保证焊接的质量外，实时过程监控还可以纪录焊接过程中的每一个数据，对每次焊接建立独立文件档案，以便日后查看焊接参数和焊接质量。

2. 焊接质量检查方法

2.1 焊接路径监控

焊接路径监控是对准同步焊接方法最有效的监控手段。通过它可发现在焊接过程中出现的直接和非直接问题。其工作原理是尽可能把多的材料融化来补偿单个部件的制造偏差。对不同的流程，根据时间，测量的路径或者达到一定的牢固时焊接自动停止。

2.2 高温计控制

高温计在轮廓焊接时能通过测量温度变化快速发现问题。高温计纪录红外辐射和温度从而自动判断接缝处的质量。只要焊接时测量温度在设置的允许最高和最低之间，那么焊接就被认为是成功的。通过高温计还可以发现材料本身的变化比如在焊接路径上的材料内玻璃纤维的含量。

2.3 反射诊断法

反射诊断法利用探测入射光在焊接界面处的反射来判断焊接质量。如果某个地方的焊接有问题的话，那里的反射信号会比焊接质量好的地方弱。在连续扫描探测反射信号时如发现某处信号有突变意味着那里的焊接有问题。

反射诊断法尤其适合焊接诸如用于汽车照明的材料，通常用焊接方法在一到工序中来焊接大形的三维部件，此时反射诊断法可用来控制焊接处理参数。此外反射诊断法可与其它流程比如准同步或者轮廓焊接相结合使用。

2.4 烧灼检测

激光塑料焊接可通过烧灼探测来辨认焊接物体表面的烧灼痕迹。这种烧灼痕迹的尺度往往只有几个毫米，所以在实践上不能用来判断焊缝的牢固程度。从功能和烧灼痕迹对某些应用是不能容忍的。烧灼时的辐射光谱从可见光直至红外，如果在焊接过程中探测到这个光谱范围内的辐射的话，烧灼检测信号相对于背景噪声会有明显的显示。

2.5 摄像机图片采集

一个已广泛使用的方法就是实时CCD监控，通常用于两种对比度比较大的材料比如乳白色和黑色。这种方法尤其容易集成在轮廓焊接流程中。通过合适的评估方法可以很可靠的找到焊缝中最细微的缺陷。此外，此监控手段可以容易的分析焊缝宽度以及作为其它质控手段的标准。

（作者：王嘉宇 PhotonTec Berlin ）