CN102869987B - 两个金属带材的两个横向端的对接焊缝的超声波检测方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种两个金属带材（1a、1b）的两个横向端的对接焊缝（1c）的检测方法，所述两个端部分别被靠近并被保持在第一爪及第二爪（2a、2b）之间，所述两个爪因此沿着各个横向端方向布置，其特征在于：第一爪及第二爪具有至少一个间隔以形成缝隙（54、55），以便用于使第一带材表面所产生的超声波的第一入射波传输通道（52）通过，并使第二带材表面的出射波的第二传输通道（61）通过；-第一传输通道的入射波通过在至少设计成实施超声波的在第一带材表面产生、穿过焊缝且出射至第二传输通道内的第三通道的工作状态下的激光脉冲产生；-通过当超声波出射到第二通道内时对第二带材表面的振动状态的至少一个特征的测量以及有关于脉冲的工作状态的分析步骤（7），提取焊缝的检测特性以用于识别。还提出一种允许执行本发明的检测方法的设备。

Description

两个金属带材的两个横向端的对接焊缝的超声波检测方法及设备

技术领域

本发明涉及一种用于两个金属带材的两个横向端的对接焊缝的检测方法，以及一种为此目的而使用的设备。

本发明涉及对在轧制、除锈/酸洗、涂层等的加工设备内行进的金属带材，尤其是钢带材的对接焊，所述加工设备在下文中统称为“加工设备”。本发明具体涉及对对接焊缝的无损检测。

背景技术

为了通过避免一个带材卷一个带材卷地加工而提高冷轧装置及钢带材加工设备的生产力，现代化高效设备具备对所述带材进行不间断地操作，这是通过将相继的带材彼此焊接，将刚加工完的带材的末端与下一个待加工的带材的首端相衔接而进行的。

在对接焊操作的过程中，待焊接的相邻两个带材端部被停止移动后，加工设备的下游部分由两个连续焊缝之间的且被预先加载的储存带材的装置进行供给。

上述技术是本领域技术人员公知的，其有助于提高对接焊操作的速度，以便缩短带材端部的停止时间，并随之减少储存带材的装置的容量和成本。其还解决了对焊缝的完整性及坚固性方面的需要，该需要是使得焊缝在加工设备中不易出现断裂或者在所述带材行进通过加工设备的机器中时不易损害某些部位。

对接焊的操作是通过焊机来执行的，所述焊机除了包括焊接设备自身(闪光对焊、电阻缝焊、TIG焊、MIG焊、激光焊、激光混合对焊)之外，还包括两个夹爪，每个爪可用于固定一个带材或者一个卷绕好的薄板(或至少是可退绕的)，其中一个爪被布置在沿带材的运动方向的下游处并用于固定加载在(生产)线上的所述卷筒的尾部，另一个爪被布置在上游，并用于固定刚刚插入的卷筒状的头部。

这种类型的焊机应当首先是能够制造高质量的焊缝。如果带材在加工设备的行进中出现焊缝断裂或者需要对不合格的焊缝进行重新焊接时，这将产生重大的生产损失。多个不可分离的关键因素决定焊缝的质量，所述关键因素主要是基于以下几个方面的标准：

-焊接接头的冶金质量，尤其是在热影响区易发生冶金学变化的钢材；

-焊接区域，在理想状态下，焊接区域不应过厚或过薄；

-焊接接头应具有连续性及密实性；

冶金质量取决于所用的焊接方法和热影响区的热循环，以及在焊机自身内局部地或在其紧下游处执行的预加热及焊后加热处理或回火处理。

被焊接的区域取决于焊接方法及焊接后所进行的精加工的方式。闪光对焊会产生焊道，焊道是需要被刨削掉的，通常，闪光对焊机都配备有一体的刨削装置。电阻缝焊也会造成由于钢板搭接而产生厚度多余量，其通常应借助焊机所装备的滚轮装置对其进行挤压。激光焊可对与非常小的受热影响区域相关的焊接区域进行精确管理。

接头的连续性及密实性主要取决于所用的焊接参数。这些参数主要是电气参数，且通常情况下较为容易以安全可靠的方式进行管理。

然而，还有一个参数占据首要位置，因为其与接头的连续性及密实性以及其横截面相关，这就是待被焊接的边缘的平直度及其在焊接过程中的相对位置。

为了保证对接焊缝的质量，必须将待被焊接的带材端部完全排成直线并对齐。因此，在通常情况下焊机都配备有用于固定薄板的两个夹爪，其中一个爪被布置在沿所述带材的运动方向的下游，用于固定被引入到(生产)线上的卷筒的带材的尾部，另一个爪被布置在上游且用于固定刚被引入以便将其与前一个带材相连接的带材的头部。由此，带材的端部就被夹爪固定住并超过爪一个悬伸部，这通过焊机上的剪切机或激光束实现精确且合适的剪切。悬伸部应沿着相邻端部尽可能小，以便将所述带材相邻端部正确对齐并受控制地具有间隔或无间隔。

尽管采取了所有的确保满足几何、冶金及焊接参数条件的措施，但是仍会有一些焊缝出现缺陷，这些缺陷在通过加工设备的行进过程中容易发生断裂现象。这些事件可能会导致严重的后果，尤其是在连续回火炉或电镀炉内发生时是这样。加工设备就会因此而停止运行几天以便重建带材的连续性。

还有一些缺陷或缺损，其造成后果相对较为轻微，例如过大的厚度余量，这要求打开轧制机的平整机的轧辊，并会在焊缝的上游和下游因没有平整而损失几米的带材。如果这种类型的事件过多的话，就会大大减少在加工设备中加工的卷筒的实际产量。因此，非常重要的是：在焊缝从焊机离开并通过加工设备之前，操作员必须对焊缝的质量有足够的信心。

为此，在大部分的加工设备中都会对焊缝进行目视检查，有时会借助摄像机。操作员的警惕性及经验在整个决策过程中仍具有决定性的意义，通常情况下这一决策过程是比较保守的，但也会导致对一些并不总是正确的重焊操作。

在某些情况下，也会使用红外线测温仪和红外线照相机。特别是由于最复杂的设备具有图像处理系统，这是很大的进步。但是，这些装置一般被放置在待检测的带材及焊缝的上表面，很少能够达到在焊机内的下表面。

还有一些情况是：仅仅将电气参数和移位参数与确保正确焊接的编程参数之间进行比较。

直至当前，只有这几种方法可用于检测这一类型的焊缝，除此之外没有任何方法可判定内部缺陷是否存在及其危害，尤其是针对“带材—焊缝—带材”的复杂的内部结构更是无法判定，所述内部结构具体来说是指，将待焊接的边缘连接的待焊边缘(以及可能添加的金属)的融化区以及相邻的未熔化“热影响”区的内部结构，其中发生不同的冶金学变化，伴随有非常细小的新出现的缺陷，例如裂纹和未焊接的区域，其基本平面大致与操作员或者操作员在照相辅助下所捕获到的光射线平行。

此外，正如上文所述，用于使固定在爪内的带材端部的悬伸部最小化的间隔必须尽可能的小，这就导致妨碍对焊缝正确的目视观察及简便的热测量和电测量。在这种情况下，如果带材的端部仍被保持在爪时，焊缝并未检测，且如果检测工作只能是在爪被从带材夹持位置释放后才进行，且如果根据现有技术检测到缺陷，那么就必须将带材重新插入焊机内并重新调整位置，以便对其进行重新切割和焊接操作，具有因此而带来的不便。

发明内容

本发明的目的是提出一种在两个横向端从夹爪中释放出来之前进行的用于两个金属带的两个横向端的对接焊缝的检测方法。所述方法特别用于检测“带材—焊缝—带材”结构的内部及外部缺陷。为了确保该方法的实施，本发明的另一个目的在于提供合适的设备。

检测方法及实施其的设备如本发明的第一方面和第二方面所述。

本发明提出了一种用于两个金属带材的两个横向端对接焊缝的检测方法，这两个横向端分别被靠拢并保持在第一爪及第二爪之间，这两个爪沿着每个横向端布置，其特征在于：

第一爪及第二爪具有至少一个间隔使得形成缝隙，以便使能够在第一带材的一个表面产生超声波的入射波的第一传输通道穿过，并使来自第二带材表面的出射波的第二传输通道穿过；

第一传输通道的入射波通过使用在至少设计成实施超声波的在第一带材表面产生，穿过焊缝且出射在第二传输通道内的第三通道的工作状态下的激光脉冲产生；

通过至少一个特征测量，例如，当超声波出射至第二通道内时，第二带材表面振动状态的特征的测量，及关于脉冲的工作状态的分析步骤(7)，从而提取焊缝检测特性以用于识别。

换句话说，根据发明的检测方法适用于在轧制或加工设备中对钢带材卷两端的对接焊缝的无损检测，其中，在所述轧制或加工设备中开卷的一个带材的端部停止在焊机的“输出”爪之间，而新的带材的头部被置于同一焊机的“输入”爪之间，两个带材的如此夹持在爪中的端部被切割以便使得其几何特征适于焊接，通过移动爪而被移动到焊接位置，并选用适合的方法——例如激光焊、等离子-电弧焊、电弧焊、电阻缝焊、闪光对焊——进行焊接。

根据本发明的检测方法的特点在于，必须能够将超声波发送(或发生)装置及接收装置布置在焊机爪之间非常狭小的空间内，例如对一台激光焊机而言，横向于焊缝方向的间隔可小于10毫米。超声波发射(或发生)装置及接收装置必须能够在与带材没有关联的问题的前提下快速移动，并且能够耐受可能的高温环境，例如当上述第一及第二通道的保持设备紧邻随激光焊头时是这样。

在焊机爪间的小的间隔内，根据发明，本检测方法能确保：

超声波在第一通道的输出端处在一个带材表面上产生，该输出端在带材端部中的一个的上方，且与焊缝平行地在沿整个焊缝进行无接触式移动；

所产生的超声波穿过对接焊缝并通过第二通道被接收器捕获，所述第二通道的(光)波收集输入端在带材的另一个端部上方，且与焊缝平行并沿整个焊缝，沿着平行于并同步于发送器的路线进行无接触式移动；

接收器所捕获的超声波由分析装置进行分析，该分析装置可识别至少一个在发送器及接收器之间传输的波的特性数据，例如衰减，行程时间或波的变换。

波的传输特性与传输异常(数据)库进行比较，该异常(数据)库与焊缝的缺陷类型相关。

通过识别的缺陷的类型及其沿焊缝长度的范围，分析系统因此量化该缺陷的严重程度。

特别地，第一通道及第二通道具有光导向装置，该装置横截面很小但足以使得在一点处的入射或可在焊缝边缘上及每个带材的侧边上的一点检测到的出射。经验表明，在光谱领域内，至少一个截面大约小于10毫米的波瞄准仪或光纤可用于波的传输通道。因此，在本发明背景技术中所提及的悬伸部可以很小，这是因为在实践中仍然存在爪之间提供足够缝隙的间隔等同于通常为确保带材端部合适地保持所需的间隔，但这不在本发明的范围内。这样，在爪没有被分开的情况下也可进行检测，也就是说，不需要将带材端部从爪中释放出来也可进行检测。

利用上文所述的以三个通道形式出现的超声波及光波导向装置，来自第一通道的入射光波产生超声波，该超声波在第三通道内传播，也就是说在第一带材的一部分内、随后通过焊缝、最后在第二个带材的一部分内的传播，最终出射到第二通道内(以超声波然后是可光学检测的表面振动的形式)，上文所述的第二通道用于接合分析来自第二带材的出射波的步骤。

超声波的物理特性因为在“带材—焊缝—带材”结构的表面及体积中传播而发生改变，从而使上述第三通道具体化/物质化。这样，超声波就载有至少一个焊缝的检测特性，该特性可根据预先设定的标准来进行识别，所述标准例如是根据理想焊缝或者具有一个或几个缺陷的焊缝而分析的波变化类型的预先分类，所述一个或多个缺陷典型地可根据第二通道输出端的波信号的被编录的特征识别。上述超声波产生的物理原理也被赋予了“激光超声”的技术名称，但本发明并未进一步发展这一理论。实际上，本发明着重于在焊接位置上的检测方法，该检测方法使得能够使用这一物理原理作为焊接循环所要求的一系列创造性步骤，使得能对“带材—焊缝—带材”这样的复杂结构进行有效且及时的最终分析，这理想地通过使用暗示焊缝缺陷的超声波振动状态测量的特征分析而实现，所述测量的特征可与数据库内所编录的典型缺陷特征进行比较和识别。测量及编录特征的比较分析是简单且快速的，因为这并不需要复杂的认知过程，或至少必须执行超声波在“带材—焊缝—带材”结构中传播的复杂物理特性的提取算法，由于各种不同的缺陷存在，所述结构也同样非常复杂。

焊缝的某些检测特性可通过对第二通道波进行测量而测量出的衰减，或行程时间或波的变换来推导出。根据焊缝检测推知的特性或特征而产生警报以便快速指示潜在缺陷。

根据发明的检测方法规定由联接至第一通道的输入端的激光发送器发送脉冲，并且由联接至第二通道的输出端的接收器捕获第二通道的波；

第一通道的输出端和第二通道的输入端被沿着两个爪的间隔滑移，或通过这两个爪间的缝隙或在缝隙上，以不和带材接触的方式滑移，以便通过以下两种方式提取焊接检测特性或特征：

相对于焊接装置同步地并在尽可能短的时间间隔内进行提取，焊接装置本身被沿着两个爪间的间隔滑移的机构承载；

在完成每个带材端部的焊接之后进行提取。

对第一通道的输出端及第二通道的输入端的滑移使得能够在焊接过程中以及在焊接完成后沿着带材端部进行检测，而不需要使得“带材—焊缝—带材”结构相对于滑移移动而移动。

按照所使用的焊接方法，第一通道的输出端及第二通道的输入端在两个带材端部上方的、在预定缝隙中并平行于焊缝且沿着整个焊缝的无接触式移动可通过以下方式执行：

与焊接同时进行，并与逐级焊接方法，例如电阻缝焊、TIG焊、MIG焊、激光焊或激光混合焊的速度一致。在这种情况下，第一通道的输出端及第二通道的输入端被布置在焊接头的后面且与焊接头相同的移动设备之上，或在与焊接头分开但与焊接头的移动设备同步的移动设备上；

在闪光对焊的焊接方法完成焊接之后进行；

本检测方法也可以使用下述模式之一来进行：

学习模式，所述学习模式系统性地要求专家对焊缝缺陷的识别及量化进行确认或更改(识别典型的缺陷的特征)；

自动模式，在该模式中，(通过对缺陷的特征的充分识别)与焊缝检测特性相关的分析步骤可对至少一个焊缝缺陷自主地进行识别及量化，并在预定的容差下，向操作员发送至少一个警报；

半自动模式，在该模式中，作为前述的自动模式的一部分，如果超声波的传输特性/特征不足以被识别，将给操作员发送附加检测请求。

另外，根据本发明的方法还可以使用下述模式之一来执行：

学习模式，该模式系统性地要求专家通过对焊缝缺陷的识别及量化，校正合适的焊接参数，例如焊接头的移动速度或焊接功率，以便对所述缺陷进行校正；

自动模式，其中，与焊缝检测特性/特征相关的分析步骤可基于对焊缝缺陷的识别及量化，对焊接参数进行自主校正；

半自动模式，其中，作为前述的自动模式的一部分，分析步骤会基于对焊缝缺陷的识别及量化而向操作员发送焊接参数的校正请求。

因此，根据本发明的方法为检测提供了很大的灵活性，这有利于快速，即在焊接期间或焊接完成后，澄清有关焊缝缺陷的所有疑虑，尤其是在带材离开其焊接位置去往其它的焊缝缺陷将对其有害的处理区之前快速澄清疑虑。

根据发明的方法，特别是为了在检测步骤后的分析步骤，联合地且针对每个缺陷焊缝，将被识别的及被量化的缺陷，连同所使用的焊接参数以及与被焊带材相关的数据，记录到数据库内。这样，分析步骤就可根据复杂性且改变带材的焊接设定和条件提高检测精度，从而获取尽可能多的数据，以便随后对已被识别且量化的缺陷进行分析。也可执行在生产线以外的分析以用于对缺陷所出现的条件进行静态研究，并且改进焊接参数。

根据发明的方法另一方面还允许在第一带材表面上(来自第一通道输出端)的超声波由(与第一通道的输入端相联接的)脉冲激光器在以下两个工作状态中的至少一个下产生：

热弹性工作状态；

烧蚀工作状态与热弹性工作状态交替，这种交替特别是由分析步骤决定，在出现异常或对某一警报存有疑惑时，可能执行与波传输相关的特性的补充分析。在这两种交替的工作状态下，有利于地能够获取穿过“带材—焊缝—带材”结构的超声波的两个交替振动状态特征，这就使得检测结果更加可靠，尤其是在对两个测量特征中的某一个存有疑惑时是这样。这样，可以避免多余的警报，并且对焊缝的检测也就更有说服力，从而避免了测量假象。

实际上，为了布置在焊机爪间的狭小空间内，并且可与带材无关联地快速移动，超声波发送装置是在“热弹性”工作状态下，也就是无熔化的工作状态下，在带材表面产生超声振动的脉冲激光器。热弹性工作状态有利于产生表面波，也就是说大体上平行于带材表面进行传播的波。

在变型中，超声波是以热弹性工作状态和烧蚀工作状态的交替而产生的。烧蚀工作状态要求在光束的作用下非常局部地熔化，并有助于纵向波的产生，所述纵向波也就是大体上垂直于带材表面进行传播的波。

由激光发送器产生的超声波的不同性质对于同一焊缝而言产生非常不同的波传输特性。对于某些异常地识别的波的传输类型，分析装置可要求对激光发射参数(功率或时间)进行更改，以便在脉冲热弹性脉冲之间插入烧蚀脉冲。焊缝缺陷的双重“特征”提高了诊断的可靠性。当热弹性工作状态下波传输特性不能或基本不能被记录到库里或特征数据库里时，这样的方法对于分析装置而言就非常有必要。

为了通过改进第二通道输出端的信噪比而改进对较小缺陷的检测，根据发明的方法规定，通过第二通道捕获到的超声信号在分析步骤前被进行“合成孔径聚焦技术”(SAFT)处理。

为了执行根据本发明的方法，爪内保持的两个带材端部焊缝的无损检测设备的特征在于，超声波第一通道或第二通道中的至少一个包括至少一个光导向装置(光纤、瞄准仪和/或聚焦器)，所述光导向装置在带材端部的表面上方，与焊道平行地进行无接触移动。该光导向装置(理想地是一个或多个光纤)体积小，可在分别位于相邻带材每个端部侧，在两个爪间，焊缝两边的一个非常狭小的区域内对波的入射及出射进行导向。

对被焊区域的扫描可与焊接同时进行，这样便可使周期得到优化，这例如通过跟随激光焊接头而移动实现。对被焊区域的扫描也可在焊接后进行，例如在采用闪光焊的情况下是这样。

第二通道与接收器相联接，该接收器可感应超声波在带材表面所产生的振动，例如是干涉测量装置，第二通道配置有至少一个光导向装置，该装置具有波收集端，该波收集端在爪间的缝隙内，沿着与第一带材侧的超声波的路线平行且同步的路线进行无接触移动。

第一通道的输出端及第二通道的输入端在带材的端部表面上方进行无接触移动，这种无接触移动可与沿所述端部的预定长度的焊接操作同步进行，或具有延迟地进行。

理想地，YAG脉冲激光器在第一通道的输入端产生脉冲，所产生的脉冲被引导通过第一通道，并在第一通道的输出端处产生在第一带材表面入射的超声波。

第二通道的输出端联接至超声波接收器，或者是可在光学上感应超声波在带材表面上所产生的振动的接收器。该接收器优选是共焦Fabry-Perot(法布里-珀罗)干涉仪或“光感应—电动势”干涉仪(PI-EMF)，该干涉仪可联接至产生参考面的连续激光器或脉冲激光器。

激光发送器的光纤通道发送端的轴线以及干涉接收器的光纤通道的接收端的轴线基本上与带材表面垂直，或轻微朝向焊缝倾斜。

本发明的实施方式也介绍了本发明的优点。

附图说明

利用描述的附图提供示例实施方式和应用：

图1设备示意图(截面图)，该设备可实现在焊机内实施本发明的方法。

具体实施方式

第一带材1b的尾部被夹持在焊机的输出爪2b、3b内。第二带材1a的头部被夹持在同一焊机的输入爪2a，3a内。

输出爪及输入爪都临近焊接位置，两个带材的端部1a、1b被待检测的焊缝1c连接起来。如有必要时可在带材端部附加一个支撑件4。

发送装置5，例如YAG脉冲激光器，通过作为第一通道的光纤通道52发送激光束51，该激光束对第一带材的影响可以以热弹性模式，即在带材没有熔化状态下在第一带材1b的表面(此处为上表面)产生超声波，超声波朝向焊缝1c传播或传播至焊缝1c内，随后在第二带材1a传播。超声波引发垂直于所述带材的表面的机械移动，并通过光纤通道61被测量干涉装置进行检测，该光纤通道61为第二通道，该第二通道用于被由于超声波引发的带材表面的振动状态在光学方面影响的波。可选地，第一通道在可确保两个光纤通道中的一个从相对于面向它的带材倾斜入射的位置上52’用虚线标示。第三波通道被波在其上和其中传递波的“带材—焊缝—带材”54、1c、55的接合而具体化。重要的是第一爪及第二爪至少具有一个间隔使得形成缝隙54、55以便用于使在第一带材1b表面产生超声波的第一光学入射波传输通道52穿过，并使在第二带材1a表面捕获出射波的第二光学出射波通道61穿过。焊缝周围的缝隙54、55的宽度，也就是在第一通道及第二通道的轴线之间所允许的最小距离，出于对爪要求的接近度的考虑应选取最小值，但是如有需要，也可在爪所允许的最大值范围内适应性变化，以便更好地提取在距焊缝的给定距离内的精确入射点的目标焊缝特性。还可以根据第一通道和第二通道间的可变距离范围内的构造，有利地测量多个特征。

分析装置7(其用于执行根据发明的方法中的分析步骤)接收测量干涉装置6通过第二通道所产生的信号，以及接收来自控制焊机的自动化系统9的数据。这些数据是有关于带材的厚度、钢的级别、所有焊接参数以及焊接前后施加热处理的装置的调整参数。分析装置可识别发送器5和接收器6之间的波传输的至少一个特性或特征数据，例如衰减、行程时间或波的转换或者“带材—焊缝—带材”结构的任何其它可识别的或目标异常特性，并且还搜索数据库8以用于波的异常传输和焊缝缺陷类型之间的匹配性，理想状态下是通过识别单个特征或两个特征来实现的。分析装置还可通过自动化系统9将缺陷的严重程度进行量化，如果缺陷的严重程度要求进行重新焊接时，分析装置可在操作员控制台10上产生警报。分析装置还可通过操作员控制台10要求操作员作出决定。分析装置7还具有发送器5的脉冲模式(单一模式或交替模式)控制模块，以便通过脉冲状态分析步骤以及来自第二通道的超声波至少一个特性测量，提取焊缝的检测特性从而进行目标异常识别。

在所述方法的变型中，分析装置7可根据被检测到的缺陷通过自动化系统9确保对焊接参数的校正。它也能够通知操作员进行校正。

当出现缺陷时，来自自动化系统9、库8、测量干涉装置6以及可能操作员控制台10的已分析的数据被记录到数据库11内，以便对缺陷产生的原因进行分析。

根据发明的方法及执行其的设备可对整个焊缝进行检测，也就是说这并不局限于对焊缝可见表面的检测。其适应性的分析能力使对操作员的警惕性及经验的依赖越来越小，并减少不必要的重焊数量。本检测方法及其设备也有有利地允许在非常短的带材夹持时间内执行检测，如果第一通道52的波输出端及第二通道61的波输入端的滑移与焊接头的移动同步时，甚至可实现检测时间等同于焊接时间。

最后，发送器或接收器，以及第一通道和第二通道都可被认为是一些用于产生或接受焊缝结构周围的超声波的电声元件。但是这些元件的体积太大以至于无法被布置在爪的缝隙内(几厘米)，尤其是对于那些不足几厘米厚度的薄的带材。这就是第一通道及第二通道都设置成具有较小截面的光学引导装置的原因。

Claims (18)

1.一种用于两个金属带材(1a、1b)的两个横向端部的对接焊缝(1c)的检测方法，所述端部分别被靠拢并保持在第一爪(2a)与第二爪(2b)之间，所述第一爪和第二爪沿着各个所述横向端部布置，其特征在于：

所述第一爪与第二爪之间具有至少一个间隔从而形成缝隙(54、55)，以便允许能在第一金属带材的表面上产生超声波的入射波的第一传输通道(52)通过，并使来自第二金属带材的表面的出射波的第二传输通道(61)能够通过；

第一传输通道的入射波通过使用如下工作状态下的激光脉冲而产生，所述工作状态至少设计成实现在第一金属带材的表面上产生的超声波的第三通道，所述超声波穿过焊缝、并出射至第二传输通道内；

通过当超声波出射到第二传输通道内时对第二金属带材的表面的振动状态的至少一个特征的测量以及有关脉冲的工作状态的分析的步骤(7)，提取焊缝的检测特性以用于识别，使得能够检测带材—焊缝—带材结构的内部及外部缺陷。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述脉冲由联接至第一传输通道的输入端的发送器(5)发送，并且第二传输通道的波由联接至第二传输通道的输出端的接收器(6)捕获；

所述第一传输通道的输出端和所述第二传输通道的输入端沿着两个爪之间的间隔不与所述第一金属带材和所述第二金属带材接触地滑动，以便通过以下两种方式提取焊缝的检测特性：

相对于焊接装置同步地并以尽可能短的时间间隔进行提取，焊接装置本身由沿着两个爪间的间隔滑移的机构承载；

在每个所述金属带材的端部的焊接完成后进行提取。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其特征在于，焊缝的检测特性通过来自第二传输通道的衰减、行程时间或波的变换的测量值来推导出。

4.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其特征在于，将所检测的焊缝的检测特性与编录在数据库内的典型焊缝缺陷测量特征进行比较。

5.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其特征在于，根据所提取的焊缝的检测特性或所测量的第二金属带材的表面的振动状态的特征而产生警报。

6.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，所述方法以下述模式的一种来执行：

学习模式，所述学习模式系统性地要求专家对焊缝缺陷的识别及量化进行确认或更改；

自动模式，在所述自动模式中，与焊缝的检测特性相关的分析步骤对至少一个焊缝缺陷自主识别及量化，并在预定的容差下向操作员发送至少一个警报；

半自动模式，在所述半自动模式中，作为前述自动模式的一部分，如果超声波的传输特性不足以被识别，则向操作员发送附加检测决定请求。

7.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，所述方法以下述模式中的一种来执行：

学习模式，该学习模式系统性地要求专家基于对焊缝缺陷的识别及量化来校正合适的焊接参数，以便对所述缺陷进行校正；

自动模式，在所述自动模式中，与焊缝的检测特性相关的分析步骤基于对焊缝缺陷的识别及量化而对所述焊接参数进行自主校正；

半自动模式，在所述半自动模式中，作为前述的自动模式的一部分，分析步骤基于对焊缝缺陷的识别及量化而向操作员发送焊接参数的校正请求。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述焊接参数为焊接头的移动速度或焊接功率。

9.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其特征在于，为了在检测阶段完成后进行分析步骤，联合地且针对每个缺陷焊缝，将被识别的及被量化的缺陷连同所使用的焊接参数以及与被焊的金属带材相关的数据记录到数据库内。

10.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其特征在于，所述第一金属带材的表面上的超声波由脉冲激光器在下列两种工作状态中的至少一种下产生：

热弹性工作状态；

烧蚀工作状态与热弹性工作状态交替，这种交替由分析步骤确定，在出现异常时，执行对与波传输相关的特性的补充分析。

11.根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其特征在于，在分析步骤之前，对通过所述第二传输通道捕获到的超声波信号进行合成孔径聚焦技术即SAFT处理。

12.一种能够实施根据权利要求1至11中任一项所述的方法的焊缝无损检测设备，其特征在于，超声波的第一传输通道或第二传输通道的至少一个具有至少一个光导向装置，所述至少一个光导向装置与焊道平行地在所述金属带材的端部的表面上方进行无接触移动。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述至少一个光导向装置是一个或多个光纤或瞄准仪/聚焦器。

14.根据权利要求12或13所述的设备，其特征在于，所述第二传输通道与能感应超声波的接收器相联接，第二传输通道配置有至少一个光导向装置，该光导向装置具有波收集端，该波收集端在爪间的缝隙内、沿着与第一金属带材的表面上的超声波的路线平行且同步的路线进行无接触移动。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述接收器是干涉测量装置。

16.根据权利要求12至13中的任一项所述的设备，其特征在于，所述无接触移动是由所述第一传输通道的输出端及所述第二传输通道的输入端在所述金属带材的端部的表面上方进行的，并且能够沿所述端部的预定长度相对于焊接操作同步进行或具有延迟地进行。

17.根据权利要求12至13中的任一项所述的设备，其特征在于，由YAG脉冲激光器产生脉冲，所述脉冲被引导通过第一传输通道并在第一金属带材侧的第一传输通道的输出端处产生超声波。

18.根据权利要求12至13中的任一项所述的设备，其特征在于，所述第二传输通道的输出端联接至共焦Fabry-Perot干涉仪或光感应—电动势即PI-EMF干涉仪类型的超声波接收器。