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大型構件銲道瑕疵之即時檢測技術

更新時間：2022-10-07  13:40

 
【技術簡介】
本技術整合雷射三角測距儀、可攜式量測載具與編碼器等三種元件，並開發專用分析軟體，建構可攜式填角銲輪廓分析儀(圖1)。運用填角銲銲道外型輪廓剖，可將數據透過軟體進行點雲圖重建(圖2)，並以幾何演算方式計算出銲道各參數。依據CNS 13021、AWS D1.1或相關規範，進行資料分析以判定是否符合接受標準。此外，本技術可應用於製程中進行即時監控，可大幅節省人力及製造成本，極具實用價值。
圖1 可攜式填角銲輪廓分析儀
圖1 可攜式填角銲輪廓分析儀
圖2 銲道點雲圖
圖2 銲道點雲圖

【計畫規劃/技術應用】
本技術可量化銲道缺陷，提供肇因探討的數據資料，以利於製程中提早發現此缺陷並及時修正，提升良率並降低生產成本。此外，本技術依據規範與實務需求，客製化可量化之檢測軟體，擬合相關擷取數據，量化腳長(不足/不均)、母材夾角、有效喉深、水平有效剪力長度、垂直有效剪力長度、面寬、凸面、銲蝕、銲冠不規整等之輪廓瑕疵及有效銲道面積等參數，並包含母材夾角變形及銲蝕等屬母材範疇參數(圖3)，本技術均予以納入進行品質控管，以作為規範及製程契約之重要紀錄。
圖3銲道各參數示意圖
圖3銲道各參數示意圖

【未來佈局】
相較於其他非破壞檢測技術，視覺感測技術的成本與自動化檢測的門檻較低，本案可實現廠用等級之檢測能力及效率，增進我國在銲接相關組件的生產品質及速度，並維護運轉的可靠度，提升我國在核能、石化、新能源、造船及機械等領域的產業競爭力。此外，本技術可應用於製程中進行即時監控(圖4)，圖中所展示的是開槽對接銲的製程，由左到右共分為6個道次。不同顏色區塊內的紅色曲線代表不同道次的輪廓。
由於大部分的非破壞檢測都是屬於事後檢測，由於本技術能在製程中進行即時檢測，因此能進行[及時修正]。此外，若後續成品被檢測出有瑕疵，我們有完整的紀錄，可以進行[肇因回溯]。當我們充分掌握這些關聯性後，VT搭配相關銲接參數將具有[預先檢測內部瑕疵]的能力，可大幅提升目視檢測的應用效益 (圖5)。經評估，其他非破壞檢測方法未能完全克服現有技術障礙，因此本案具有潛在之競爭優勢。
圖4大型圓桶開槽對接銲即時監控模擬圖
圖4大型圓桶開槽對接銲即時監控模擬圖
圖5潛弧對接銲製程監控示意圖
圖5潛弧對接銲製程監控示意圖

【連絡資訊】
姓名：余冬帝
電話：03-4711400分機6731
E-mail：ddyu@nari.org.tw