芯片|激光焊接过程监测苹果|iMac|彭博社|it芯片

激光焊接以其形变小、熔深大、效率高、柔性好等优势广泛应用于汽车车身、压力容器、船舶壁板、液压箱体等厚板焊接，成为髙质量、高效率焊接的关键技术。然而，激光焊接厚板也存在焊接过程中干扰因素多、质量监控难的关键共性问题，从而导致焊缝质量不稳定、焊接效果不理想，成为制约激光焊接技术在制造业中进一步发展的瓶颈。要实现对激光深熔焊接过程质量的在线监测，必须要解决以下两个科学问题：
（1）厚板材料在高能量密度激光束作用下，会形成由高浓度等离子体云、强光、羽辉、烟尘及噪声组成的强干扰环境，如何在此环境下通过声、光、电传感器快速、可靠的捕获焊接过程中出现的超声波、可见光、紫外或红外辐射等信号，是实现焊接质量在线监测需要解决的第一个科学问题。
（2）传感器采集的声、光、电等原始信号一般呈离散性和无规律性，如何将采集信号经过有效地前处理，与焊接质量建立对应的函数关系，实时、可靠的反馈焊接质量，是另一个尚待解决的科学问题。

激光焊接在线监测
针对上述两个问题，国内外学者在利用声学传感器、光谱仪、光电二极管、视觉传感器和温度传感器等传感器监测离子体、熔池、小孔和熔深等方面开展了深入的研究，并取得了丰富的研究成果。
【芯片|激光焊接过程监测】本文系统地列举了国内外学者开发的基于单个传感器的激光加工在线监测技术，对每种技术对应的工作原理及监测结果进行了分析，并总结了不同传感器各自的优缺点。在此基础上，进一步分析了将多个传感器相结合以及将传感器与人工智能技术相结合的在线监测技术，阐明了这些技术在工作精度和工作效率上相较于基于单一传感器的在线监测技术的优越性。基于分析文献中提到的在线监测技术的不足之处以及工业界对其提出的更高要求，对这项技术的未来发展趋势进行了展望。