[发明专利]激光检测系统和使用方法

说明书

技术领域

本公开的领域总体上涉及激光检测，更具体地，涉及激光焊接(laser bond)检测装置和激光焊接检测方法。

背景技术

在某些制造领域中，将两个组件焊接在一起，形成焊接结构。这些焊接结构的制造商通过各种破坏性和非破坏性测试来检测焊接质量。一种非破坏性测试是激光焊接检测，其中，使用激光器将能量传递到堆焊层(overlay)，生成穿过结构传播的校准压缩波。校准压缩波的反射生成张力波(tensile wave)，当张力波穿过该结构传播回来时，对焊接部分施加应力。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种激光焊接检测方法。所述方法包括向测试制品上的检测部位施用热致变色能量吸收材料。该方法包括使用激光器将第一量的能量传递到所述检测部位。所述第一量的能量在所述测试制品中生成应力。所述方法包括将所述第一量的能量吸收到所述热致变色能量吸收材料中，以产生与所述第一量的能量相关的能观察到的热响应。

根据本公开的另一个方面，提供了一种控制激光焊接检测装置(LBID)的方法。所述方法包括将所述LBID的激光器的能量输出水平设置成目标量的能量。所述方法包括使所述激光器参与将第一量的能量传递到测试制品上的检测部位。向所述检测部位施用热致变色能量吸收材料。所述方法包括基于所述热致变色能量吸收材料对所述第一量的能量的能观察到的热响应，验证所述目标量的能量被传递到所述检测部位。

根据本公开的又一个方面，提供了一种激光焊接检测系统。所述激光焊接检测系统包括激光器、热致变色能量吸收材料和相机。所述激光器配置为将第一量的能量传递到测试制品的检测部位。热致变色能量吸收材料被施用于检测部位并且配置为吸收所述第一量的能量。所述热致变色能量吸收材料配置为在所述测试制品内生成应力。所述热致变色能量吸收材料配置为表现出对所述第一量的能量的能观察到的热响应。相机配置为捕获所述能观察到的热响应。

已经讨论的特征、功能和优点可在各种实施方式中独立地实现或者可组合成其他实施方式，可参照下面的描述和附图，明白这些实施方式的其他细节。

附图说明

图1是激光焊接检测系统的一个实施方式的示图；

图2是图1中示出的激光焊接检测系统的剖视图；

图3是热致变色能量吸收材料的一个实施方式的剖视图；

图4是激光焊接检测方法的一个实施方式的流程图；以及

图5是控制激光焊接检测装置的方法的一个实施方式的流程图。

具体实施方式

如本文中使用的，用单数叙述的并且以词语“一”或“一个”打头的元件或步骤应该被理解为不排除复数元件或步骤，除非明确叙述要排除复数元件或步骤。此外，引用本发明的“一个实施方式”或“示例性实施方式”不旨在被解释为不存在也并入所叙述特征的另外实施方式。

在制造期间，两个组件与具有所期望强度水平的焊接部分接合。在进行激光焊接检测期间，使用校准量的能量在焊接部分中生成应力。好的焊接部分不受应力影响，而差的焊接部分失败。焊接部分的失败可以是能肉眼检测到的，或者在某些应用中，可以是通过超声测试检测到的。

激光焊接检测的重要方面是使用激光器将校准量的能量传递到能量吸收堆焊层的能力。过少的能量可能不够测试焊接部分，过多的能量可能损坏好的焊接部分。在此意识到，向测试制品上的激光焊接检测部位的能量吸收堆焊层施用热致变色材料提供了到能量吸收堆焊层和测试制品中的能量传递的直接指示。热致变色材料通过改变颜色和强度，表现出对来自激光器的能量传递的热响应。能在选定波长的光(诸如，例如，紫外(UV)光)下观察到该热响应。例如，可使用电荷耦合器件(CCD)或CMOS型相机在UV光下捕获到热响应。在某些实施方式中，激光焊接检测系统的用户在正常的人可见光谱内能观察到该热响应。该热响应生成了对应于所吸收能量范围的色谱。对于使用特定量的能量进行测试的特定焊接，通过将热致变色材料所得的颜色改变与色谱中的所期望颜色进行比较，验证从激光器到能量吸收堆焊层的适宜量的能量传递。类似地，过少或过多的能量传递产生色谱中的不同颜色。