大功率盤形激光焊金屬蒸汽和飛濺圖像特征識別.pdf

1、激光焊接技術是21世紀一種重要的焊接零件加工方式。激光的能量高度集中，對金屬快速加熱并加工后，金屬能快速冷卻，具有熱變形小，熱影響區(qū)小的特點。它能夠焊接難熔、難焊的金屬，如鈦合金、鋁合金等。此外，激光焊接過程對環(huán)境沒有污染，技術簡便。因此，激光焊接技術的應用越來越廣泛，在電子、國防、儀表、電池等工業(yè)領域，醫(yī)療儀器以及許多行業(yè)中均得到了廣泛應用。大功率盤形激光焊接是當前先進的激光焊接技術之一，具有功率密度高、光束質量優(yōu)良、大深寬比和極高的

2、激光利用率等優(yōu)點。
　　 金屬蒸汽和飛濺是大功率盤形激光焊接過程中產(chǎn)生的一種重要現(xiàn)象，其與焊接質量以及焊接過程的穩(wěn)定性等有著密切聯(lián)系，研究金屬蒸汽和飛濺圖像的識別技術對提高焊接質量具有重要意義，是實現(xiàn)焊接過程在線監(jiān)控的重要基礎之一。試驗以大功率盤形激光焊接304不銹鋼為試驗對象，在紫外波段和可見光波段應用高速攝像機攝取焊接過程中產(chǎn)生的金屬蒸汽和飛濺的瞬態(tài)特征，運用中值濾波、維納濾波、亮度變換、閾值分割、邊緣檢測等圖像處理技術對金

3、屬蒸汽和飛濺圖像進行預處理，定義并提取金屬蒸汽的質心與焊接點連線與水平軸夾角的正切值(＜90°)、金屬蒸汽最高點的橫坐標、金屬蒸汽的密集度、金屬蒸汽質心的極坐標（極角和矢徑）、飛濺的數(shù)量和面積、飛濺灰度圖像的平均灰度和熵9個特征參數(shù)，探索焊接過程金屬蒸汽和飛濺特征參數(shù)變化規(guī)律與焊接質量之間的聯(lián)系。各選取7個不同的特征參數(shù)組成特征向量，分別應用主成分分析法和K-L變換法進行特征變換。以焊縫寬度作為衡量焊接質量與焊接過程穩(wěn)定性的因素，并根據(jù)