激光焊接是一種適用于金屬和熱塑性塑料連接的焊接工藝。在高度自動化的生產中，例如在汽車工業中，激光已經特別成熟，因為激光工作時幾乎沒有磨損，速度非?？?，而且精度很高。
但到目前為止，焊縫的質量只能通過X射線、磁分析方法或從生產過程中分離單個樣品來追溯記錄。若能實時監測焊接質量，這將是一個技術進步。
在傳導焊接中，只有材料的表面是熔融的，而在深熔焊接中，激光束可以快速深入地穿透到材料中，產生一個充滿金屬和氣體蒸氣的小孔，這被稱為“鎖孔”。
如果“鎖孔”太深，金屬蒸汽的蒸汽壓力會隨著熔融金屬的表面張力增加而降低。“鎖孔”會變得越來越不穩定，最終會崩潰，在焊縫上留下一個小孔——這是材料中不想出現的缺陷。
因此，檢測激光焊縫小孔何時變得不穩定對提高焊縫質量具有重要意義。到目前為止，還沒有足夠的技術能達到這種程度，只能用光學方法從頂部觀察鎖孔。
由KilianWasmer領導的歐洲金屬加工廠商協會（EMPA）研究小組現在已經精確探測并記錄了激光深熔焊的不穩定時刻。為了做到這一點，他們一方面使用廉價的聲學傳感器，另一方面測量激光在金屬表面的反射。
研究人員表示，在人工智能（卷積神經網絡）的幫助下，組合的數據將在70毫秒內被分析。這使得激光焊接過程的質量可以實時監控。
該研究團隊最近在歐洲同步加速器ESRF演示了他們監測方法的準確性。他們用激光在一個小鋁板上熔化了一個鎖孔，同時用硬X射線對鋁板進行掃描。整個過程用了不到百分之一秒的時間，由一臺高速X光攝影機記錄下來。
↑圖片來源：歐洲金屬加工廠商協會
一旦激光束擊中金屬，熱傳導焊接過程的第一階段就開始了——只有表面是熔融的，隨后會形成一個穩定的鎖孔。有時，鎖孔會噴出液態金屬，就像火山噴發一樣。如果它以不受控制的方式塌陷，就會形成氣孔。在實驗中，研究人員成功在焊縫中制造出小孔，然后用第二次激光脈沖再次將其閉合。研究人員表示制造出鎖孔的成功率為87％，去除該鎖孔的成功率為73％。
這種誤差校正方法在激光焊接中極具應用前景。研究人員表示在他們之前，焊縫中的氣孔只能在工作完成后才能被檢測到，而現在他們已經能夠在焊縫過程中檢測出小孔，用激光進行的后處理可以立即開始。