为保证一定的机械性能(如强度等),在弯曲纵向焊接管时,要求焊缝位于中性区,或避免在焊缝区域进行钻孔。
此外,例如在冲压生产线上,为了避免时间和材料的浪费,待加工的卷材越来越多地在端部进行自动焊接。然而,这也要求必须准确了解焊缝相对于模具的位置,以防止设备损坏。
多年来,ROLAND ELECTRONIC 一直致力于为现代制造过程中焊缝位置的识别提供解决方案。目前主要采用三种无损检测方法:
- 磁漏检测法(磁通法)
- 涡流检测法
- 磁漏与涡流检测的组合方法
ROLAND ELECTRONIC 提供的正是这两种方法的组合方案。
这些检测方法的基础在于焊缝与母材之间不同的金相微观结构。在此过程中,材料是铁磁性还是非铁磁性并非关键因素。
简单来说,其核心在于利用特定的电磁场“穿透”被检测材料,通过对比测量识别与母材之间的结构差异(不均匀性)。
测量的基本前提
为了实现可靠测量,必须满足以下条件:
- 传感器必须与被测材料接触,并在整个测量过程中保持接触
- 传感器与材料之间必须存在持续的相对运动
磁漏检测原理
在磁漏检测中,通过放置传感器形成或闭合磁路,使磁场(磁力线)通过材料。当材料中存在不均匀性(结构变化)时,会导致磁场“泄漏”到材料外部。
这一过程可以用河流来类比:水在河道中平稳流动,当投入一块大石头时,水流会绕过石头甚至溢出河岸。同样,传感器可以可靠地检测这种“泄漏”,并以波形形式输出(检测到焊缝)。
涡流检测原理
SND40 系统的另一关键技术是涡流检测法。该方法通过检测材料的电导率(电导率是材料常数,为电阻率的倒数)来实现。
通常假设焊缝与母材的电导率不同。传感器产生的交流磁场会在材料中感应出电流,从而形成电场,传感器测量该电场强度。
该方法的一个特点是同时在两个固定点进行测量:
对于均匀材料,两点信号差应为零
若绝对值 > 0,则说明存在结构差异
两个测量点之间的距离由传感器设计决定。
该方法主要用于奥氏体材料。
在铁磁材料中的应用
对于铁磁材料(FE),涡流难以深入材料内部。为实现有效检测,需要叠加磁场以降低材料相对磁导率的影响,从而使涡流能够深入材料内部。
参数优化的重要性
在许多情况下,为了根据材料特性找到最佳设置,需要具备较深入的信号分析经验。特别是在使用涡流方法时,寻找最佳参数可能成本较高。
根据材料特性(如壁厚、板厚、焊接工艺等),可以选择不同的测量方法及参数组合。最佳测量结果通常需要通过测试或丰富经验获得。
ROLAND ELECTRONIC 的解决方案
针对上述问题,ROLAND ELECTRONIC 在其操作软件中进行了优化设计。通过简单直观的菜单导航,用户可以根据不同产品快速找到焊缝定位的最佳参数,无需深入了解测量设备或检测原理。