对于精密激光焊接工艺，影响焊接质量的因子是多方面的。LWM 是一款集成在焊接设备上与激光光路同轴的实时焊接监测系统，可以及时发现焊接不良的产生而报警，并通过数据 AI 分析出焊接不良产生的原因。

下面我们以螺柱焊接工艺为例子，探讨一下如何利用 LWM 来监测焊接不良的产生，分析不良焊接产生的原因，从而提升焊接的质量。

图 1：焊接工艺参数

图 2：LWM 信号和焊接离焦的关系

从上图可以出，随着焦点往正离或者负离焦点偏移时，Plasma 和 Temp 信号会下降，BR 信号会上升。产生这种信号现象的原因是当离焦发生时，焊接材料吸收的激光能量减少，更多激光能量被反射到 LWM 传感器上，造成了 BR 信号的上升。与此同时，焊接的温度会下降，Temp 信号也会随之下降，焊接材料产生的金属电离随之减少。由此，Plasma 信号也会同时下降。根据 LWM 的信号现象可以判断当前焊接是否处于离焦状态。

同理，当其他焊接不良产生时，如焊接功率变小、虚焊、焊穿、焊渣飞溅等等，LWM 的信号将会有相应的变化。我们可以在每一个测量值上标记焊接不良的类型，定义对应焊接不良的类型的信号变化量，并定义该焊接工艺对应焊接不良产生的原因。

图 3：标记焊接不良的类型

图 4：定义对应焊接不良的类型的信号变化量

图 5：不良的类型的信号的趋势分析

在正常焊接生产中，随着标记的测量值越来越多，系统 AI 会分析各种焊接不良的信号变化趋势并设置 NG 报警的阈值。如果焊接不良在生产中再次发生，那么系统将会报警并输出显示焊接不良的类型以及可能引起该焊接不良产生的原因，这样能够指导技术人员快速排查原因并及时调整焊接工艺，避免持续生产不良品，从而提升焊接质量和生产效益。

普雷茨特解决方案

激光焊接监控 LWM 4.0 是一款用于量产的实时质量监控系统。LWM 4.0 的应用范围更加广泛，可搭配不同的激光光源(红外、蓝光、绿光)，提供特殊版本。该系统在监测铝材、不锈钢以及铜材等不同合金物质的焊接中具有特殊的优势。

Precitec 通过 LWM 4.0 实现了重大的技术创新。首先，整体优化的光学设计，让传感器单元具有更高的灵敏度。其次，LWM 4.0 通过“单电缆设计”和直接从传感器头部进行数据传输，提高了信噪比。此外，传感器出厂前已预调整，以便传感器头中的光电二极管精准固定而且光路对中。最后，传感器单元已用特定光源校准。该传感器有两个不同版本:高级对准单元 LWM 4.0，以及免工具对准的 LWM 4.0 C。

传感器稳定可靠,即使设备以非常高的加速度运行或者维护期间的无意轻微碰撞，都不会导致传感器错位。

紧凑版 LWM 4.0 C 传感器是基于 LWM 4.0 技术设计的。主要优点是结构紧凑，无需调整，即插即用。焊接异常检出能力媲美标准传感器。传感器既可以安装在激光源中，也可以安装在加工光学器件上。

LWM 4.0 C 具备广泛的机械适配范围，简单的集成很容易实现。这意味着现有的相机镜头接口也可以使用。

转自：普雷茨特光学测量

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