包辊焊接作为大型圆柱体结构（如压力容器、管道）制造的核心工艺，长期面临焊缝实时跟踪精度低、热变形补偿困难等挑战。下面给大家介绍一下镭烁光电的激光焊缝跟踪系统，它通过多模态数据融合与自适应控制算法，实现了旋转焊接场景下的毫米级精度跟踪，为高端装备制造提供了全新的技术路径。

包辊焊接通过工件旋转、焊枪固定的方式完成环形焊缝加工，其特殊工艺导致三大技术难题：

动态曲率干扰：圆柱体旋转时焊缝轨迹呈现连续曲率变化，传统二维激光扫描无法准确捕捉三维空间形变；

热累积效应：焊接过程中局部温度梯度可达800℃/m，导致金属膨胀量差异超过1.2mm，引发焊缝偏移；

机械振动耦合：工件旋转产生的离心力与传动系统振动叠加，造成焊枪定位误差放大效应。

传统光电传感器与机械导引机构在此场景下误差率高达15%，严重制约压力容器等高端设备的制造良率。

针对包辊焊接的空间复杂性，本系统采用三项核心技术突破：

1. 三维螺旋扫描模型

通过高帧率激光线阵传感器，沿工件轴向进行螺旋式扫描（图1）。扫描路径与旋转速度动态匹配，构建焊缝的三维点云模型，精度达到±0.01mm。相较于传统二维扫描，数据采集维度提升3倍，可精确识别0.1mm级焊缝错边。

2. 热-力耦合补偿算法

建立焊接热输入-材料膨胀-机械振动的多物理场模型，实时计算热变形量ΔL：

ΔL=α·ΔT·L + β·(ω²R)/g

（α：线膨胀系数，ΔT：温度梯度，β：振动耦合因子）

系统每50ms更新一次补偿参数，将热变形误差从1.2mm降至0.15mm。

3. 双闭环自适应控制

外环通过激光点云生成焊缝空间轨迹，内环采用模糊PID控制器调节焊枪六轴机械臂，实现0.1mm级动态纠偏。实测数据显示，该系统在转速15r/min工况下，跟踪延迟小于3ms。

在某第三代核电站稳压器制造中，应用本系统后取得显著成效：

焊缝合格率：从82%提升至99.6%，X射线探伤气孔率下降至0.02个/cm；

工艺效率：焊接速度提升40%，原需3道返修工序减少至0.3道；

成本控制：材料损耗降低18%，每条环缝节约氩气用量15m³。