Hệ thống RWD của UW Laser cho phép phát hiện độ sâu hàn ở cấp độ micron trong thời gian thực

Trong bối cảnh xe điện năng lượng mới, thiết bị điện tử 3C và thiết bị lưu trữ năng lượng phát triển nhanh chóng, hàn laser đối mặt với những thách thức về độ chính xác chưa từng có. Kiểm tra chất lượng truyền thống giống như kiểm tra mù trên tàu cao tốc: lấy mẫu phá hủy bỏ lỡ toàn bộ chu kỳ sản xuất, kiểm tra ngoại tuyến bằng tia X/siêu âm kém hiệu quả, và thiếu dữ liệu về độ sâu mối hàn khiến tỷ lệ lỗi hàng loạt cao. "Hệ thống phát hiện độ sâu mối hàn thời gian thực RWD" tự phát triển của UW Laser ứng dụng FD-OCT vào công nghiệp, mở ra kỷ nguyên mới cho việc kiểm tra chất lượng hàn với quản lý dựa trên dữ liệu toàn quy trình.

01 Nỗ lực R&D vững chắc để giải quyết các điểm yếu cốt lõi trong ngành hàn

Khi yêu cầu về độ chính xác hàn trong các lĩnh vực như xe điện năng lượng mới và điện tử 3C tiếp tục tăng lên, các phương pháp kiểm tra truyền thống đã bộc lộ những thiếu sót mang tính hệ thống:

Thiếu kiểm soát toàn quy trình

Dây chuyền sản xuất dựa vào kiểm tra mẫu lần đầu và kiểm tra cấu trúc kim loại phá hủy (với tỷ lệ bao phủ <5%), không thể giám sát những thay đổi động theo thời gian thực của độ sâu mối hàn.

Thất bại trong phản ứng thời gian thực

Các bài kiểm tra ngoại tuyến như tia X và siêu âm mất 30 phút cho mỗi mẫu, hoàn toàn không hiệu quả trong việc xử lý các biến động của hồ nóng chảy ở cấp độ micro giây trong quá trình hàn tốc độ cao (≥10 m/phút).

Khoảng trống dữ liệu độ sâu xuyên thấu

Các phương pháp truyền thống chỉ có thể quan sát hình thái bề mặt, và việc thiếu dữ liệu độ sâu xuyên thấu quan trọng dẫn đến tỷ lệ lỗi hàng loạt trên 15%, gây tăng đột biến chi phí chất lượng.

UW Laser đã tập hợp một đội ngũ R&D gồm 32 chuyên gia (bao gồm quang học, cơ khí, kỹ thuật điện và phần mềm). Sau 4 năm và hơn 10 triệu nhân dân tệ đầu tư, họ đã đạt được ba đột phá công nghệ cốt lõi và tự phát triển "Hệ thống phát hiện độ sâu mối hàn thời gian thực RWD" — cho phép ứng dụng công nghiệp của FD-OCT. Được thiết kế để giám sát chất lượng toàn quy trình hàn xuyên thấu sâu (hàn có hình thành lỗ khóa), nó đảm bảo chất lượng mối hàn trong suốt quá trình.

Với chuỗi công nghệ hoàn chỉnh được xây dựng thông qua 100% đường quang, thuật toán và phần mềm tự phát triển, "Hệ thống RWD" mang lại hiệu suất phát hiện ở cấp độ micron. Nó biến "kiểm tra độ sâu mối hàn thời gian thực 100%" từ một khái niệm phòng thí nghiệm thành một công cụ sản xuất hàng loạt. Hàng chục hệ thống đã được bàn giao, với các đơn đặt hàng lặp lại từ các khách hàng pin lithium hàng đầu, biến nó thành "cấu hình tiêu chuẩn" cho việc nâng cấp quy trình trong các lĩnh vực pin năng lượng và điện tử chính xác.

02 Đột phá công nghệ: Định nghĩa lại tiêu chuẩn ngành

Hệ thống RWD sử dụng Kỹ thuật chụp cắt lớp quang học miền tần số (FD-OCT), đo độ sâu mối hàn với độ chính xác cao thông qua giao thoa kế Michelson. Khi một lỗ khóa (cấu trúc lõm) hình thành trong quá trình hàn, độ dài đường đi quang học của ánh sáng mẫu tăng lên. Bằng cách phân tích những thay đổi này (ví dụ: từ 5000μm (chưa hàn) lên 5500μm (đã hàn), cho thấy độ sâu lỗ khóa 500μm), hệ thống tính toán độ sâu mối hàn theo thời gian thực với độ chính xác cấp micron — giống như sử dụng sóng ánh sáng làm "thước đo" có độ chính xác cao để đo động. Điều này giải quyết điểm mù của ngành mà các phương pháp truyền thống không thể thu được độ sâu xuyên thấu kim loại theo thời gian thực.

Được cung cấp năng lượng bởi tính toán song song tăng tốc GPU để xử lý tín hiệu giao thoa thời gian thực, Hệ thống RWD có tốc độ lấy mẫu lên tới 250.000 điểm/giây để theo dõi chính xác các biến động của hồ nóng chảy. Nó cung cấp độ phân giải phát hiện có thể lựa chọn (20μm/10μm/5μm): đối với vật liệu dày (≥1mm), độ chính xác xuyên thấu là <100μm (hoặc <10% tổng độ xuyên thấu); đối với vật liệu mỏng (200-400μm), độ nhạy 80dB) để chịu được ánh sáng hàn cường độ cao, nó đảm bảo gần như không bỏ sót phát hiện trong sản xuất tốc độ cao. Được xác nhận trong hàng trăm nghìn thử nghiệm và hoạt động ổn định hơn một năm, tỷ lệ phán đoán sai của nó thấp hơn tiêu chuẩn ngành, cung cấp kiểm tra độ xuyên thấu 100% toàn thời gian cho pin năng lượng, điện tử chính xác, v.v.

Đáng chú ý hơn là hệ thống hiệu chuẩn động đường quang thông minh của nó cho phép hiệu chuẩn tự động ánh sáng phát hiện và ánh sáng hàn thông qua thu nhận tín hiệu có độ chính xác cao và định vị đỉnh (lỗi <10μm). Điều này đảm bảo sự căn chỉnh đồng trục chính xác của hai chùm tia và giải quyết hiệu quả độ lệch đường quang do dịch chuyển cơ học. Hệ thống có ba lợi thế cốt lõi:

Độ ổn định cao

Loại bỏ độ trôi phát hiện cho sản xuất liên tục đáng tin cậy 365 ngày

Hiệu chuẩn hoàn toàn tự động

Hoàn thành hiệu chuẩn trong vòng 30 giây sau khi khởi động, rung động hoặc cắm/rút, không cần can thiệp thủ công

Bù trừ thông minh

Điều chỉnh động đường quang để thích ứng với nhiễu bên ngoài và đảm bảo tính nhất quán của phát hiện

Ngoài ra, hệ thống RWD còn phát triển sáng tạo 5 tổ hợp thuật toán theo dõi độ sâu mối hàn, giúp lọc thông minh nhiễu tia bắn tóe và tín hiệu giao thoa phản xạ đa chiều. Nó thích ứng động với các kịch bản hàn đa dạng (máy quét galvanômét, đầu laser, đầu lắc) để phát hiện độ sâu mối hàn chính xác trong sản xuất tốc độ cao. Đồng thời, nó tích hợp bốn hệ thống hiệu chuẩn thông minh để hoạt động ổn định trong điều kiện khắc nghiệt:

Bù trừ quang sai động:

Hiệu chuẩn toàn khung hình/phân vùng theo thời gian thực cho trường nhìn hàn phức tạp

Bù trừ đồng bộ lượng mất nét:

Tăng cường độ ổn định tín hiệu đa trạm lên 300%

Căn chỉnh chùm tia thông minh:

Quét 3D lỗ khóa + định vị điểm xung (lỗi <10μm)

Giảm thiểu nhiễu môi trường:

Tự động sửa lỗi trôi hệ thống dài hạn

Hệ thống RWD hỗ trợ thay đổi nhanh 20 cấu hình phát hiện (thực hiện qua chuyển đổi tệp) và có hệ thống đánh giá chất lượng (QA) tùy chỉnh. Nó thích ứng linh hoạt với các lần lặp lại quy trình, cho phép phát hiện bao phủ toàn diện từ các bề mặt phẳng đơn giản đến các bề mặt cong phức tạp.

Ngoài ra, hệ thống hỗ trợ tương tác ba chiều giữa bộ nhớ cục bộ, hệ thống MES và cơ sở dữ liệu để truy xuất nguồn gốc chất lượng ở cấp độ điểm hàn. Các cơ chế chính được tối ưu hóa thông qua mô phỏng đa vật lý (nhiễu chuyển động/chế độ rung/phân tích mỏi), kéo dài tuổi thọ các thành phần quan trọng lên 30%. Kết hợp với hiệu chuẩn tự động hàng ngày và sự hỗ trợ từ đội ngũ hàn chuyên nghiệp, nó giúp giảm đáng kể chi phí bảo trì và đảm bảo độ tin cậy liên tục trong điều kiện rung động, biến động nhiệt độ và các điều kiện khác.

KẾT THÚC

"Hệ thống phát hiện độ sâu mối hàn thời gian thực RWD" của UW Laser xây dựng một vòng lặp điều khiển thời gian thực "phát hiện-phản hồi-tối ưu hóa" trong hàn laser, dựa trên kiểm tra xuyên thấu cấp micron, điều khiển động phản ứng mili giây và lõi thuật toán thông minh thích ứng. Nó chấm dứt hoàn toàn kỷ nguyên "điểm mù kiểm tra mẫu" trong kiểm tra chất lượng hàn.

Trong tương lai, UW Laser sẽ sử dụng lõi kỹ thuật thời gian thực, dựa trên dữ liệu và có độ tin cậy cao để liên tục thúc đẩy hàn laser hướng tới kỷ nguyên không lỗi.