流水线装上“火眼金睛” 焊接相机紧盯重器铸造

江苏南京江南造船厂硕大的焊接流水线上，没有一名工人在场，焊接却有条不紊地进行着。焊接池上方一个个如同砖块大小、看起来像监控摄像头的设备，全程“注视”着焊接流水线，流水线则不断自我纠错、自我调整。记者从南京理工大学获悉，该校研发的这套“焊接相机——国内首创瞬态光谱成像焊接质量在线监控系统”，近日在第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛中斩获金奖。

现行保障焊接质量的方式是焊前工艺实验和焊后检测，焊前工艺实验是对工艺参数进行枚举，并逐一尝试，这个过程非常耗时。焊后检测是在焊接完成之后使用“工业超声”等方式进行检测，检测出质量问题，只能废弃或返修，一旦漏检，则会造成重大事故。

南京理工大学科研团队的焊接相机，创造性地实现在焊接过程中进行检测并实时控制，能护航诸多国之重器的铸造。

团队相关负责人介绍，焊接过程控制的核心是对焊接熔池进行检测，熔池即熔化的金属滴落到母材上形成的池状液态区域，凝固时间只有20毫秒。也就是说，对熔池的测量与控制必须在20毫秒内完成，然而此时超过一万摄氏度的高温，成像过程中的强光、高反烟尘飞溅等干扰因素都带来了巨大挑战。焊接相机以瞬态光谱成像技术为核心，突破了多元协同测量的技术瓶颈，可协同测量熔池处于熔融状态时刻的多元信息，并在熔池凝固前调整工艺参数，修复焊接过程中发生的缺陷，确保装备完全成型之后零缺陷。

先进焊接必须突破初级自动化模式，降低自动焊接中由于工艺材料异常、环境扰动导致的焊接形态、冶金等缺陷，避免返工和二次加工。而焊接相机实现了这一愿景、弥补了目前我国焊接技术的空白。

焊接相机还能运用到从航空航天到高铁、汽车桥梁制造等一切需要焊接工艺的工业制造领域。目前该技术已经与江南造船厂、神华能源等多家国内龙头企业合作，并且投入了实际运用。