Le système RWD de UW Laser permet de détecter en temps réel la profondeur de soudage au niveau des microns

Face aux défis sans précédent de précision posés par la croissance rapide des véhicules à énergie nouvelle, de l'électronique 3C et des équipements de stockage d'énergie, le soudage laser est confronté à des défis de précision sans précédent. L'inspection de qualité traditionnelle s'apparente à des contrôles à l'aveugle dans un train à grande vitesse : l'échantillonnage destructif manque la production sur l'ensemble du cycle, les tests hors ligne par rayons X/ultrasons sont inefficaces, et le manque de données sur la profondeur de soudure maintient des taux de défauts par lots élevés. Le « Système de détection de profondeur de soudure en temps réel RWD » auto-développé par UW Laser applique la FD-OCT à l'industrie, inaugurant une nouvelle ère de gestion axée sur les données pour l'inspection de la qualité de soudage sur l'ensemble du processus.

01 Efforts de R&D solides pour résoudre les points faibles du soudage dans l'industrie

Alors que les exigences en matière de précision de soudage dans des domaines tels que les véhicules à énergie nouvelle et l'électronique 3C continuent d'augmenter, les méthodes d'inspection traditionnelles ont révélé des défauts systémiques :

Manque de contrôle sur l'ensemble du processus

Les lignes de production s'appuient sur l'inspection par échantillonnage de la première pièce et les tests métallographiques destructifs (avec un taux de couverture de <5%), qui ne parviennent pas à surveiller les changements dynamiques de la profondeur de soudure sur toute la durée.

Échec de la réponse en temps réel

Les inspections hors ligne telles que les rayons X et les ultrasons prennent 30 minutes par pièce, ce qui est totalement inefficace pour traiter les fluctuations du bain de fusion au niveau de la microseconde lors du soudage à haute vitesse (≥10 m/min).

Vide de données sur la profondeur de pénétration

Les méthodes traditionnelles ne peuvent observer que la morphologie de surface, et le manque de données clés sur la profondeur de pénétration entraîne un taux de défauts par lots de plus de 15 %, ce qui entraîne une forte augmentation des coûts de qualité.

UW Laser a assemblé une équipe de R&D de 32 experts (couvrant l'optique, la mécanique, l'ingénierie électrique et le logiciel). Après 4 ans et plus de 10 millions de yuans d'investissement, elle a réalisé trois percées technologiques clés et développé indépendamment le « Système de détection de pénétration de soudure en temps réel RWD » — permettant l'application industrielle de la FD-OCT. Conçu pour la surveillance de la qualité sur l'ensemble du processus de soudage par pénétration profonde (soudage avec formation de trou de serrure), il garantit la qualité de la soudure tout au long du processus.

Avec une chaîne technologique complète construite via des chemins optiques, des algorithmes et des logiciels 100 % auto-développés, le « Système RWD » offre des performances de détection au niveau du micron. Il transforme l'« inspection de pénétration de soudure en temps réel à 100 % » d'un concept de laboratoire en un outil de production de masse. Des dizaines de systèmes ont été livrés, avec des commandes répétées de clients leaders dans le domaine des batteries au lithium, ce qui en fait une « configuration standard » pour les mises à niveau de processus dans les secteurs des batteries d'alimentation et de l'électronique de précision.

02 Percées technologiques : Redéfinir les normes de l'industrie

Le système RWD utilise la tomographie par cohérence optique à domaine fréquentiel (FD-OCT), qui mesure la profondeur de soudure avec une grande précision via un interféromètre de Michelson. Lorsqu'un trou de serrure (structure en retrait) se forme pendant le soudage, la longueur du trajet optique de la lumière d'échantillonnage augmente. En analysant ces changements (par exemple, de 5000μm (non soudé) à 5500μm (soudé), indiquant une profondeur de trou de serrure de 500μm), le système calcule la profondeur de soudure en temps réel avec une précision au niveau du micron — comme utiliser des ondes lumineuses comme une « règle » de haute précision pour la mesure dynamique. Cela résout le point aveugle de l'industrie où les méthodes traditionnelles ne peuvent pas obtenir de métallographie de pénétration en temps réel.

Alimenté par le calcul parallèle accéléré par GPU pour le traitement des signaux d'interférence en temps réel, le système RWD a un taux d'échantillonnage allant jusqu'à 250 000 points/seconde pour suivre avec précision les fluctuations du bain de fusion. Il offre des résolutions de détection sélectionnables (20μm/10μm/5μm) : pour les matériaux épais (≥1mm), la précision de pénétration est <100μm (ou <10% de la pénétration totale) ; pour les matériaux minces (200-400μm), sensibilité de 80 dB) pour résister à la lumière de soudage intense, il assure une quasi-absence de détection manquée dans la production à haute vitesse. Validé dans des centaines de milliers de tests et fonctionnant de manière stable depuis plus d'un an, son taux de faux jugements est inférieur aux normes de l'industrie, offrant une inspection de pénétration à 100 % sur toute la durée pour les batteries d'alimentation, l'électronique de précision, etc.

Ce qui est plus remarquable, c'est que son système intelligent d'étalonnage dynamique du chemin optique permet l'étalonnage automatique de la lumière de détection et de la lumière de soudage via une acquisition de signal de haute précision et un positionnement de pic (erreur <10μm). Cela garantit un alignement coaxial précis des deux faisceaux et résout efficacement la déviation du chemin optique causée par le déplacement mécanique. Le système présente trois avantages clés :

Haute stabilité

Élimine la dérive de détection pour une production continue fiable de 365 jours

Étalonnage entièrement automatique

Achève l'étalonnage en 30 secondes après le démarrage, les vibrations ou le branchement/débranchement, sans intervention manuelle

Compensation intelligente

Ajuste dynamiquement le chemin optique pour s'adapter aux interférences externes et assurer la cohérence de la détection

De plus, le système RWD développe de manière innovante 5 combinaisons d'algorithmes de suivi de la profondeur de soudure, qui filtrent intelligemment le bruit des projections et les signaux d'interférence de réflexion multiple. Il s'adapte dynamiquement à divers scénarios de soudage (scanners galvanomètres, têtes laser, têtes oscillantes) pour une détection précise de la profondeur de soudure en production à haute vitesse. Parallèlement, il intègre quatre systèmes d'étalonnage intelligents pour un fonctionnement stable dans des conditions difficiles :

Compensation dynamique de l'aberration chromatique :

Étalonnage en temps réel sur image entière/partition pour les champs de vision de soudage complexes

Compensation synchrone de la quantité de défocalisation :

Augmente la stabilité du signal multi-stations de 300 %

Alignement intelligent du faisceau :

Balayage 3D du trou de serrure + positionnement par point d'impulsion (erreur <10μm)

Suppression du bruit environnemental :

Corrige automatiquement la dérive du système à long terme

Le système RWD prend en charge le changement rapide de 20 configurations de détection (effectué via le changement de fichier) et dispose d'un système d'évaluation de la qualité (QA) personnalisé. Il s'adapte de manière flexible aux itérations de processus, permettant une détection à couverture complète, des surfaces planes simples aux surfaces courbes complexes.

De plus, le système prend en charge l'interaction à trois voies entre le stockage local, les systèmes MES et les bases de données pour la traçabilité de la qualité au niveau du point de soudure. Les mécanismes clés sont optimisés grâce à la simulation multi-physique (interférences de mouvement/mode de vibration/analyse de fatigue), prolongeant la durée de vie des composants critiques de 30 %. Combiné à l'étalonnage automatique quotidien et au soutien d'une équipe de soudage professionnelle, il réduit considérablement les coûts de maintenance et assure une fiabilité continue malgré les vibrations, les fluctuations de température et d'autres conditions.

FIN

Le « Système de détection de profondeur de soudure en temps réel RWD » d'UW Laser construit une boucle de contrôle en temps réel « détection-rétroaction-optimisation » dans le soudage laser, s'appuyant sur une inspection de pénétration complète au niveau du micron, un contrôle dynamique à réponse milliseconde et un cœur d'algorithme intelligent adaptatif. Il met fin définitivement à l'ère des « points aveugles d'inspection par échantillonnage » dans l'inspection de la qualité de soudage.

À l'avenir, UW Laser utilisera son cœur technique en temps réel, axé sur les données et hautement fiable pour faire progresser continuellement le soudage laser vers l'ère du zéro défaut.