案例分享 | 淺談高速攝像機(jī)在MIG焊焊接領(lǐng)域應(yīng)用

   千眼狼高速焊接測(cè)量系統(tǒng)成功助力奇瑞新能源焊接實(shí)驗(yàn)室（MIG焊設(shè)備）工程師們成功觀測(cè)到熔滴過(guò)渡全過(guò)程，提高焊接穩(wěn)定性。

MIG焊及熔滴過(guò)渡形式簡(jiǎn)介

       MIG焊（melt insert-gas welding）熔化極惰性氣體保護(hù)焊與TIG焊（常見非熔化極）不同，MIG焊采用可熔化的焊絲作為電極，以連續(xù)送進(jìn)的焊絲與被焊工件之間燃燒的電弧作為熱源來(lái)熔化焊絲與母材金屬。焊絲不斷熔化以熔滴形式過(guò)渡到焊池中，與熔化的母材金屬熔合、冷凝后形成焊縫金屬。

       熔滴過(guò)渡是指在電弧熱作用下，焊條/絲端部的熔化金屬形成熔滴，受外力作用從焊條/絲端部脫離并過(guò)渡到熔池的全過(guò)程。熔滴過(guò)渡與焊接過(guò)程穩(wěn)定性、焊縫成形、飛濺大小等有直接關(guān)系，進(jìn)而影響焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

       熔滴過(guò)渡按電流電壓參數(shù)的不同可分為：1短路過(guò)渡、2滴狀過(guò)渡、3噴射過(guò)渡。

       1、短路過(guò)渡是指焊條/絲端部的熔滴與熔池短路接觸，過(guò)熱和磁收縮的作用下使其爆斷過(guò)渡到熔池。

千眼狼高速攝像機(jī)拍攝的短路過(guò)渡圖片

       2、滴狀過(guò)渡是當(dāng)電弧長(zhǎng)度超過(guò)一定值時(shí)，熔滴依靠表面張力作用可保持在焊條/絲端部自由長(zhǎng)大，當(dāng)促使熔滴下落的力（如重力，電磁力）大于表面張力時(shí)，熔滴就離開焊條/絲過(guò)渡到熔池。

千眼狼高速攝像機(jī)拍攝的滴狀過(guò)渡圖片

       3、噴射過(guò)渡是指細(xì)小顆粒熔滴以噴射狀態(tài)快速通過(guò)電弧空間過(guò)渡到熔池。高速攝像機(jī)可助力應(yīng)用工程師們捕捉上述3種熔滴過(guò)渡的全過(guò)程。

千眼狼高速攝像機(jī)拍攝的噴射過(guò)渡圖片

實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝備：

       千眼狼高速相機(jī)5KF20一臺(tái)、激光光源一臺(tái)、濾光片一片、采集軟件與播放軟件各一套。

實(shí)驗(yàn)步驟：

       1.架設(shè)相機(jī)，安裝濾光片至相機(jī)CMOS圖像傳感器芯片前，安裝微距鏡頭；

       2.選擇焊接位置，激光光源光斑照射至拍攝位；

       3.調(diào)整相機(jī)拍攝角度，拍攝焊接位置，調(diào)節(jié)鏡頭，使成像清晰；

       4.設(shè)置采集軟件參數(shù)，進(jìn)入采集畫面；

       5.開始焊接，觸發(fā)保存，拍攝焊接過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)亮點(diǎn)

       通過(guò)激光光源與相應(yīng)波長(zhǎng)的濾光片搭配，并對(duì)相機(jī)曝光參數(shù)設(shè)置可過(guò)濾MIG焊焊接時(shí)的白色強(qiáng)光，便于仔細(xì)觀察熔滴滴落的程。通過(guò)二次開發(fā)，支持每一幀圖像對(duì)應(yīng)的焊接機(jī)實(shí)時(shí)電流、電壓值同步顯示在播放軟件上，為工程師們研究焊接穩(wěn)定、焊接質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率提供有效幫助。

選用合適的高速攝像機(jī)—工程師對(duì)高速高清均衡型產(chǎn)品的需求

       焊接時(shí)熔滴形成到滴落過(guò)程通?？蛇_(dá)10ms級(jí)，工程師們希望能對(duì)每個(gè)滴落過(guò)程進(jìn)行細(xì)微、有效視場(chǎng)的觀測(cè)，即需要5000 fps以上速度且具有較大視場(chǎng)的高速攝像機(jī)。千眼狼5KF20，擁有3000 fps@1920×1080的均衡參數(shù)，通過(guò)裁剪畫幅至1920×528分辨率下實(shí)測(cè)速度可達(dá)到5880 fps，針對(duì)每個(gè)關(guān)鍵的熔滴過(guò)程為應(yīng)用工程師們定格約50張圖片進(jìn)行分析。