摘要：激光三维成像技术采用线激光扫描或结构光投影，通过激光三角测量法实时获取焊缝表面三维形貌。生成高精度点云数据（分辨率可达微米级），精确还原焊缝的几何特征（如余高、凹陷、错边等）。多光谱融合检测结合可见光与红外波段成像，同步采集焊缝表面形貌和热分布数据。通过热异常

焊缝跟踪系统基于先进的激光视觉技术和智能算法，能够高效、精准地检测金属焊缝缺陷。以下从技术原理、工作流程和核心优势三个方面进行介绍：

一、技术原理

激光三维成像技术

采用线激光扫描或结构光投影，通过激光三角测量法实时获取焊缝表面三维形貌。

生成高精度点云数据（分辨率可达微米级），精确还原焊缝的几何特征（如余高、凹陷、错边等）。

多光谱融合检测

结合可见光与红外波段成像，同步采集焊缝表面形貌和热分布数据。

通过热异常分析识别内部缺陷（如气孔、未熔合），实现表里一体化检测。

AI缺陷识别算法

基于深度学习的卷积神经网络（CNN），训练模型覆盖20+种常见缺陷类型（裂纹、咬边、夹渣等）。

采用迁移学习技术，适配不同材料（钢/铝/钛合金）和工艺参数（TIG/MAG/激光焊）。

二、工作流程

在线扫描阶段

焊接过程中，激光传感器以500-2000Hz频率动态扫描焊缝区域。

实时生成三维点云，通过点云配准技术消除机械振动带来的误差。

缺陷特征提取

几何特征分析：计算焊缝宽度、余高、凹陷深度等参数，与预设工艺阈值比对。

纹理特征分析：采用Gabor滤波器组提取表面纹理异常，识别微观裂纹和夹渣。

智能决策与反馈

缺陷分类模型（ResNet/YOLO架构）实现毫秒级缺陷定位与类型判别。

系统联动焊接机器人实时调整参数（电流/速度/角度），实现闭环质量控制。

三、检测能力与优势

高适应性检测

抗干扰设计：采用970nm波段激光，穿透焊接烟尘和弧光干扰，适应恶劣工况。

支持V型/X型/搭接等复杂接头形式，检测范围覆盖0.5-50mm焊缝宽度。

量化精度指标

尺寸检测精度：±0.05mm（余高/宽度）

缺陷检出率：＞99.3%（裂纹/气孔≥0.1mm）

检测速度：最高3m/min（满足高速焊接场景）

工业4.0集成

支持OPC UA/Profinet协议，无缝对接MES/SCADA系统。

生成数字化检测报告，实现焊缝质量全生命周期追溯。

四、典型应用场景

航空航天：钛合金薄壁件微裂纹检测

压力容器：环焊缝连续在线监测

新能源汽车：电池托盘铝合金焊缝气孔筛查

造船重工：厚板多层多道焊的层间缺陷控制

该系统通过在线检测-实时反馈-工艺优化的闭环模式，将缺陷漏检率降低至0.5%以下，同时减少30%以上的返修成本，显著提升焊接智能化水平。

来源：镭烁光电