Hur ska svetsande företag bäst gå till väga vad gäller övervakning av lasersvetsning? Den frågan har doktorand Peter Norman vid Luleå tekniska universitet ställt sig. För trots att lasersvetsning är en modern metod på frammarsch så uppkommer defekter. - Du kan undvika dem genom att köra svetsprocessen försiktigare. Men också genom att hitta defekterna. Och det kan göras offline eller online, säger Peter Norman. Han är expert på ämnet och har efter flera års forskning skrivit sin doktorsavhandling, med titeln "Process monitoring and analysis of laser welding and of milling". Hans forskning bygger på att hitta defekterna online, i samma ögonblick som de händer, eller till och med innan de händer. - Men för att göra det måste du veta hur signalen ser ut för dessa defekter. Just detta är ett av Peter Normans mål. För att göra detta har han använt sig av en fotodiod, som riktas mot det svetsande materialet och som övervakar själva processen. Därtill har han använt en höghastighetskamera som har filmat smältan med en hastighet av 4000 bilder i sekunden. Sedan har han och hans kollegor noga, noga jämfört bilderna med fotodiodens signal, för att på så sätt kunna se vilka defekter som ger vilken sorts signaler. Dessutom har man gjort förstörande provning på provbitarna för att i mikroskop se på defekterna. En långsam men noggrann metod - som kan innebära att forskaren får sitta i två månaders tid för att undersöka tre sekunders filmad lasersvetsning av ett 50-100 millimeter långt svetsförband. - Vi valde just fotodiod eftersom det är en sensor som industrin använder sig av. Den är enkel och robust och kan lätt monteras där den behövs i produktionen. Men att filma lasersvetsning - kan man urskilja något på bilderna, är det inte bara ett enda stort, vitt ljus? - Jo, egentligen. Men för att motverka det lyste vi med ytterligare en pulserande laser på 500 w. Varje gång bländaren i kameran är öppen blinkar den lasern till. Till detta har vi ett filter som filtrerar bort allt ljus från själva svetsningen. Resultatet är unika bilder som visar hur lasersvetsning går till, uppdelat på delar av mikrosekunder. Utifrån den kunskapen har han sedan simulerat lasersvetsningen, simulerat fotodiodens signaler och simulerat de defekter som kan uppstå genom svetsningen. Och defekterna är inte bara tagna ur luften, påpekar Peter Norman. Lasertillverkare, optiktillverkare och slutanvändare så som fordonsföretagen Volvo och Ferruform ställde upp med riktiga case på svetsfel som stör deras eller deras kunders verksamhet. Peter Norman och hans kollegor har sedan kunnat göra en matris över olika defekter och hur signalen från fotodioden ser ut för dessa defekter. Svårast att signaltolka visade sig vara sprickor och porer. - När det gäller porer har vi arbete kvar att göra. I industrin kan man idag göra till exempel ett ultraljudstest efter svetsningen för att upptäcka porer, men online-övervakning av porer finns inte idag. Vi tror att vi är på väg, och vi vet att det är något industrin efterlyser, säger Peter Norman. Betydligt enklare att upptäcka är så kallad otillräcklig penetration, där fotodioden ger en klar signal. Förutsättningarna för goda resultat är de allra bästa. Luleå tekniska universitet har en maskinpark bestående av en Nd:YAG-laser på 3 kW, en ndYAG-laser på 250 W, en koldioxidlaser på 6 kW och slutligen en toppmodern fiberlaser på 15 kW. Den sistnämnda lär ligga på tredje plast i världen vad gäller effekt. Dessutom är utrustningen för övervakningen flyttbar, och kan åka land och rike runt för mätningar. - Det finns idag bara ett fåtal system för kvalitetsövervakning av lasersvetsning. Jag tror vi hittade tre eller fyra företag som säljer utrustning inom området. Och ingen av dessa definierar vilken defekt det rör sig om, bara att något är fel, säger Peter Norman. - Önskvärt är alltså att kunna förvandla den här kunskapen till en färdig produkt, men det ligger långt fram i tiden. Till det behövs pengar.