1.研究背景與意義
激光焊接作為一種高精度、高效率連接技術，廣泛應用于新能源汽車、半導體封裝、航天構件加工領域。激光焊接過程中熔池內動態蝕孔的形成會影響焊接接頭的強度和密封性，蝕孔的動態穩定性也決定了焊縫質量和缺陷如氣孔、裂紋的產生概率。傳統檢測方法如金相切片難以實時、直觀捕捉蝕孔形成過程和特征。高速攝像技術憑借微秒級分辨率，精確捕捉蝕孔動態行為、演化過程，為焊接工藝優化提供實時數據支持。近日，千眼狼技術工程師與某焊接實驗室研究人員聯合開展了基于高速攝像技術激光焊接蝕孔觀測實驗。
2.實驗目標
1）實時觀測激光焊接過程中蝕孔的形成、發展過程，獲取蝕孔動態圖像信息。
2）分析蝕孔形狀、尺寸、位置等特征參數在不同焊接工況下的變化規律。
3）探析蝕孔產生的原因和影響因素，建立蝕孔與焊接工藝參數之間的關系模型。
3.實驗設備
1）高速攝像機：采用千眼狼Revealer M230M，采樣頻率3000幀/秒，分辨率1920×1080，配備窄帶濾光片，用于抑制等離子體干擾。
2）激光焊接系統：光纖激光器，波長1064nm，最大功率4kW，光斑直徑0.4mm。配備焊接機器手臂，精確控制焊接路徑。
3）同步控制器：時間精度1μs，用于激光器與高速攝像機觸發同步。
4.實驗過程與數據
1）安裝高速攝像機與激光頭，采用808nm激光器作為補光光源，正面進行補光。
2）設置高速攝像機采集幀率為3000fps, 曝光時間5μs，調整高速攝像機的位置與角度，清晰捕捉焊接視場區域。
3）設置激光焊接工藝參數，采用1.5kW連續波模式，焊接速度4~6m/min。
4）啟動激光焊接設備和高速攝像機同步實時拍攝，記錄焊接全過程，觀察蝕孔動態特征，穩定態蝕孔呈“紡錘型”形態，深度波動范圍±0.1mm，伴隨飛濺顆粒產生。
5）可選用高速攝像機配套的圖像分析軟件，對序列圖像進行后處理和分析。提取蝕孔的出現時間、持續時間、生長速度、形狀變化等動態特征參數，并與焊接工藝參數進行關聯分析。
5.實驗結論
本實驗研究為激光焊接工藝開發提供了高精度、動態的蝕孔形成和發展觀測方法，適用于新能源汽車電池密封焊接、半導體封裝、航天構件連接等應用場景。未來，高速攝像序列圖像數據將結合AI數值模擬方法，更加全面準確地預測激光焊接過程中的蝕孔現象，實現焊接質量的實時閉環控制。
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