專利名稱:激光檢漏焊接方法及裝置的制作方法
專利說(shuō)明激光檢漏焊接方法及裝置 本發(fā)明涉及一種檢漏與焊接相結(jié)合的方法及裝置,特別涉及到用激光分析分子量確定漏點(diǎn)并控制激光焊接的方法及裝置。某些工業(yè)領(lǐng)域?qū)ζ骷拿芊庑砸笊醺?,如以前的致冷系統(tǒng)多用氟里昂氣體,國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求年泄漏率不大于2克。廠家使用各種檢漏裝置進(jìn)行質(zhì)量控制。
現(xiàn)有的檢漏方法大致可分為四類壓力檢測(cè)法、真空檢測(cè)法、氣體檢測(cè)法和超聲波檢測(cè)法,其中氣體檢測(cè)法的靈敏度可以達(dá)到年泄漏率小于1克。在氣體檢測(cè)法中,常用的有鹵素檢測(cè)法、導(dǎo)熱率檢測(cè)法和氦檢測(cè)器等。其中氦檢漏器靈敏度更高,應(yīng)用也最為廣泛。氦檢漏器通常需要先把檢漏室抽真空,然后把充有高壓氦氣的被檢工件放入檢漏室,通過(guò)檢測(cè)工件外的氦氣濃度確定工件是否有漏點(diǎn)。這種方法的缺點(diǎn)在于成本高,需要有巨大的真空泵,操作起來(lái)噪音大;存在氦氣的回收問(wèn)題,該方法的另一個(gè)缺點(diǎn)是只能確定是否符合密封的質(zhì)量要求,而難以確定漏點(diǎn)所在。
為克服上述困難,有人提出用激光成像檢漏系統(tǒng)定位漏點(diǎn)。專利00120955.8公開了一種激光成像檢測(cè)系統(tǒng)和方法,通過(guò)把激光打在被測(cè)物件上,因?yàn)槁c(diǎn)氣體對(duì)激光的熱吸收,通過(guò)成像系統(tǒng)可以準(zhǔn)確觀察漏點(diǎn)的所在。但是因?yàn)槔脪呙桀^和監(jiān)視器的配合確定漏點(diǎn),有時(shí)用手拿掃描頭,主要依賴于人工檢測(cè),沒有形成工業(yè)自動(dòng)化,往往成為后續(xù)工序的一個(gè)瓶頸,難以滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要求。本發(fā)明目的在于克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足,為了滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的要求,確保產(chǎn)品質(zhì)量,防止次品進(jìn)入下一生產(chǎn)環(huán)節(jié),節(jié)約成本,提高效率,從而提供一種采用激光檢漏和焊接相結(jié)合的方法及裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的構(gòu)建一種激光檢漏焊接方法,包括以下步驟(1)檢測(cè)步驟用激光成像的方法確定被檢工件器壁上的漏點(diǎn);(2)焊接步驟根據(jù)漏點(diǎn)位置控制激光焊槍對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行焊接。
對(duì)應(yīng)所述方法,構(gòu)建一種激光檢測(cè)焊接裝置,包括檢測(cè)室,用于放置被檢工件;激光檢漏裝置,用于確定被檢工件漏點(diǎn)位置;其特征在于,還包括激光焊接裝置,用于對(duì)所述漏點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充焊接;中央處理器,用于控制激光檢漏裝置進(jìn)行檢漏,并根據(jù)激光檢漏裝置提供的漏點(diǎn)位置,對(duì)激光焊接裝置發(fā)送焊接的系列控制信號(hào)。
本發(fā)明因?yàn)椴捎米詣?dòng)化激光檢測(cè)與激光焊接技術(shù),將激光檢測(cè)與激光焊接有機(jī)結(jié)合溶為一體,能即時(shí)處理漏點(diǎn),因而,簡(jiǎn)化了檢測(cè)工序,提高了檢測(cè)效率,降低了檢測(cè)成本,保證了檢測(cè)質(zhì)量??梢苑奖愕刂苯討?yīng)用于生產(chǎn)線上。
圖1是本發(fā)明原理示意圖;圖2是本發(fā)明激光檢漏工作流程圖;圖3是本發(fā)明激光焊接工作流程圖;圖4是本發(fā)明激光焊接裝置示意圖;圖5是本發(fā)明三維控制頭的示意圖;圖6是本發(fā)明檢測(cè)室內(nèi)被檢測(cè)工件夾具圖;圖7本發(fā)明檢測(cè)室進(jìn)出門的結(jié)構(gòu)圖;[實(shí)施方式]如圖1所示,被檢工件1由自動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)置入檢測(cè)室2內(nèi)。氣泵3向被檢工件腔12內(nèi)注入高壓示蹤氣體,如經(jīng)過(guò)冷凝器和空氣過(guò)濾器干燥后的空氣,使之達(dá)到額定壓力值,當(dāng)工件1體內(nèi)氣壓達(dá)到設(shè)定的壓力值時(shí),如8個(gè)大氣壓,壓力傳感器發(fā)出關(guān)閉氣閥32信號(hào)。氣閥32關(guān)閉,氣泵3停止供氣,作為中央處理器的計(jì)算機(jī)4指令激光掃描裝置5發(fā)出激光束。照射于被檢工件1的檢測(cè)點(diǎn)上或檢測(cè)點(diǎn)的上方,跟蹤某種氣體分子如氮?dú)?,采集單位時(shí)間如每秒外泄示蹤氣體的分子個(gè)數(shù)n,傳送給計(jì)算機(jī)4,通過(guò)公式m=n*N*60*60*24*365*k其中n是每秒外泄分子個(gè)數(shù),N是分子量,k是普通氫原子的質(zhì)量常數(shù)。
計(jì)算得出氮?dú)庖荒晖庑沟姆肿涌傎|(zhì)量,又根據(jù)空氣中氮?dú)馑及俜直日鬯愠隹諝馊晷孤┑目傎|(zhì)量,從而判斷是否符合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),以決定該檢測(cè)點(diǎn)是否為漏點(diǎn)。
為確保被檢工件泄漏狀況的準(zhǔn)確數(shù)據(jù),并迅速傳至計(jì)算機(jī)4。本系統(tǒng)選用激光光柵掃描。由高倍全息光藕合攝像機(jī)(或顯微鏡)采集被檢工件焊接部位的高壓示蹤氣體的外泄分子量,以此確定焊縫質(zhì)量狀況。當(dāng)采集的外泄高壓示蹤氣體通過(guò)計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)分析后,作出合格與否的判定。若符合標(biāo)準(zhǔn),則順續(xù)進(jìn)行下一焊點(diǎn)的檢測(cè);若超標(biāo),計(jì)算機(jī)處理中心則發(fā)出泄壓指令。這時(shí),氣閥32開啟,將被檢工件內(nèi)高壓示蹤氣體泄為常壓。此時(shí),激光焊槍8得到工作命令,對(duì)泄漏點(diǎn)13進(jìn)行補(bǔ)焊。焊點(diǎn)通過(guò)延時(shí)冷卻。焊畢,計(jì)算機(jī)4再次發(fā)出充氣指令,氣泵3將高壓示蹤氣體注入被檢工件腔12內(nèi)。這樣依次順序循環(huán)工作。
檢漏及補(bǔ)焊畢,激光掃描裝置5回原點(diǎn),觸發(fā)行程開關(guān),發(fā)出開啟倉(cāng)門的信號(hào),被檢工件1沿輸送線經(jīng)出倉(cāng)門出倉(cāng),另一被檢工件按順序從進(jìn)倉(cāng)門入倉(cāng),繼續(xù)檢漏焊接程序。
所使用的氣泵也可用其他充氣裝置取代。
如圖4所示,激光焊槍8在計(jì)算機(jī)4的控制下,對(duì)漏點(diǎn)13進(jìn)行補(bǔ)焊。激光焊槍8可以是一束激光,也可以是多束激光。該激光焊槍8也可以與激光掃描裝置5使用同一激光源。
如圖5所示為三維控制裝置,61為控制頭,62、63、64分別為三維空間內(nèi)彼此互相垂直的導(dǎo)軌。通過(guò)計(jì)算機(jī)4實(shí)行數(shù)字控制,控制頭61可以在三維空間內(nèi)任意移動(dòng)??刂祁^上可以安裝激光掃描裝置或激光焊槍,根據(jù)計(jì)算機(jī)4的控制信號(hào),在三維空間任意移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。從而實(shí)現(xiàn)從各個(gè)不同的高度和角度進(jìn)行掃描與焊接。如圖所示,作為被檢工件1的冷凝器置于工作臺(tái)上,處于被檢狀態(tài)。
圖6為激光檢漏焊接裝置的剖視圖。平臺(tái)72上裝有一對(duì)夾具73,用于固定被檢工件。平臺(tái)可以沿導(dǎo)軌74移動(dòng)。通過(guò)計(jì)算機(jī)4的控制,進(jìn)倉(cāng)門開啟,平臺(tái)沿導(dǎo)軌進(jìn)入檢測(cè)室;檢測(cè)完畢后,出倉(cāng)門開啟,平臺(tái)沿導(dǎo)軌移出檢測(cè)室。
圖7所示為激光檢漏焊接裝置的外殼剖視圖??梢钥吹?,該裝置相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面分別裝有進(jìn)倉(cāng)門和出倉(cāng)門,受計(jì)算機(jī)4的控制自動(dòng)開啟與關(guān)閉。另一側(cè)面裝有透明觀察窗,可以看到工件1在檢測(cè)室內(nèi)的狀態(tài)。
各附圖標(biāo)記的含義為1-被檢工件;12-被檢工件腔;2-檢測(cè)室;3-氣泵;32,35-氣閥;33-氣源或氣泵;34-冷凝器;4-計(jì)算機(jī)(中央處理器);5-激光掃描裝置;52-激光發(fā)生裝置;6-三維控制裝置;61-三維控制頭;62-水平導(dǎo)軌1;63-水平導(dǎo)軌2;64-垂直導(dǎo)軌;72-工作平臺(tái);73-工件夾具;74-導(dǎo)軌;8-激光焊槍;82-激光發(fā)生裝置;91,92-工件進(jìn)出倉(cāng)門;93-觀察窗。
本激光檢漏焊接裝置結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕(占地25m、約400kg)。與真空箱式氦檢漏系統(tǒng)對(duì)比,本系統(tǒng)省去了特定的真空工作環(huán)境,勿需向工件內(nèi)注入高壓氦氣,而是注入經(jīng)過(guò)濾、干燥的空氣。對(duì)檢測(cè)環(huán)境無(wú)嚴(yán)格要求。既可準(zhǔn)確測(cè)定漏點(diǎn),并能直接在漏點(diǎn)讀數(shù)。又采用激光焊接技術(shù),將激光檢測(cè)與激光焊接有機(jī)結(jié)合溶為一體,能即時(shí)處理漏點(diǎn),保證了檢測(cè)質(zhì)量。
激光焊接不但準(zhǔn)確高效,而且熱熔區(qū)范圍小,焊接質(zhì)量高。以激光焊接空調(diào)冷凝器漏點(diǎn)為例。銅管的熔點(diǎn)是800攝氏度,而焊材鉛的熔點(diǎn)是600攝氏度。我們?cè)O(shè)定的焊接溫度是650攝氏度。這樣,焊料熔化,不會(huì)損傷銅管,也不會(huì)影響外觀。
本裝置可根據(jù)用戶需要,既可單機(jī)使用,也可多機(jī)并聯(lián)與自動(dòng)化生產(chǎn)線對(duì)接,連續(xù)作業(yè)??蓮V泛應(yīng)用于制冷行業(yè)、汽車工業(yè)、航空、航海、核工業(yè)、電子、電氣、消防、化工、醫(yī)藥食品行業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種激光檢漏焊接方法,包括以下步驟檢測(cè)步驟用激光成像的方法確定被檢工件器壁上的漏點(diǎn);焊接步驟根據(jù)漏點(diǎn)位置控制激光焊槍對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光檢漏焊接方法,其特征在于,所述檢測(cè)步驟包括步驟1控制激光束照射在檢測(cè)點(diǎn)上或照射在檢測(cè)點(diǎn)的上方;步驟2采集檢測(cè)點(diǎn)示蹤氣體外泄分子量,通過(guò)計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)分析后,作出合格與否的判定;步驟3判定合格,則進(jìn)入下一檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè);若判定不合格,則進(jìn)入焊接步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光檢漏焊接方法,其特征在于,所述檢測(cè)步驟還包括;在步驟1之前往被檢工件中充入高壓示蹤氣體。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的激光檢漏焊接方法,其特征在于,所述焊接步驟包括步驟1放出被檢工件中的高壓示蹤氣體;步驟2控制激光焊槍對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行焊接;步驟3讓焊接點(diǎn)冷卻一段時(shí)間;步驟4對(duì)該焊點(diǎn)重新進(jìn)入檢測(cè)步驟。
5.一種激光檢測(cè)焊接裝置,包括檢測(cè)室,用于放置被檢工件;激光檢漏裝置,用于確定被檢工件漏點(diǎn)位置;其特征在于,還包括激光焊接裝置,用于對(duì)所述漏點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充焊接;中央處理器,用于控制激光檢漏裝置進(jìn)行檢漏,并根據(jù)激光檢漏裝置提供的漏點(diǎn)位置,對(duì)激光焊接裝置發(fā)送焊接的系列控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光檢測(cè)焊接裝置,其特征在于,所述中央處理器用于計(jì)算所述外泄示蹤氣體的分子總量,判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn),以決定該檢測(cè)點(diǎn)是否為漏點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光檢測(cè)焊接裝置,其特征在于,所述激光檢漏裝置包括充氣裝置,用于對(duì)所述被檢工件充入高壓示蹤氣體;激光掃描裝置,用于發(fā)出激光束,照射于被檢工件的檢測(cè)點(diǎn)上或檢測(cè)點(diǎn)的上方,采集外泄示蹤氣體的分子量,并進(jìn)行計(jì)數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光檢漏焊接裝置,其特征在于,所述激光焊接裝置包括排氣裝置,用于排放被檢工件內(nèi)的高壓示蹤氣體;激光焊槍,用于對(duì)被檢工件的漏點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充焊接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的激光檢漏焊接裝置,其特征在于,所述激光掃描裝置與所述激光焊槍均固定于三維控制頭上,該三維控制頭可以根據(jù)中央處理器的控制信號(hào),在檢測(cè)室內(nèi)三維立體空間任意移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光檢漏焊接裝置,其特征在于,所述檢測(cè)室在側(cè)面裝有直通的進(jìn)倉(cāng)門和出倉(cāng)門,被檢工件從進(jìn)倉(cāng)門被送入檢測(cè)室,從出倉(cāng)門被送出檢測(cè)室。
全文摘要
一種激光檢漏焊接方法與裝置。包括以下步驟(1)用激光成像的方法確定被檢工件器壁上的漏點(diǎn);(2)根據(jù)漏點(diǎn)位置控制激光焊槍對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行焊接。對(duì)應(yīng)所述方法,構(gòu)建一種激光檢測(cè)焊接裝置,包括檢測(cè)室,用于放置被檢工件;激光檢漏裝置,用于確定被檢工件漏點(diǎn)位置;其特征在于,還包括激光焊接裝置,用于對(duì)所述漏點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充焊接;中央處理器,用于控制激光檢漏裝置進(jìn)行檢漏,并根據(jù)激光檢漏裝置提供的漏點(diǎn)位置,對(duì)激光焊接裝置發(fā)送焊接的系列控制信號(hào)。本裝置可根據(jù)用戶需要,既可單機(jī)使用,也可多機(jī)并聯(lián)與自動(dòng)化生產(chǎn)線對(duì)接,連續(xù)作業(yè)。
文檔編號(hào)B23K26/20GK1461945SQ0211529
公開日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2002年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月29日
發(fā)明者李一前 申請(qǐng)人:李敬宇