基于GMAW熔池轮廓特征的焊接缺陷研究

针对GMAW电弧光谱特征,设计了单目被动视觉熔池图像采集系统,利用工业像机加装复合滤光系统和相机外触发系统拍摄熔池图像。提出利用图像平均灰度值判断弧光对熔池图像的干扰程度,以及限定小波变换模极大值边缘检测算法中阀值的设置,提取出熔池轮廓及其特征参数。熔池轮廓特征能反映焊接对缝中心、焊接偏差(焊接对缝中心与焊丝投影中心的偏差)、板材错边、焊塌、焊穿等焊接信息。结果表明,熔池轮廓提取算法合理,熔池轮廓特能反映焊接缺陷,可以为基于视觉的焊接缺陷在线监测提供技术支持。

基于被动视觉的焊缝错边研究

在弧焊机器人焊接过程中能实时、准确、自动地检测焊缝错边是高质量自动焊接的基础。针对熔化极气体保护焊熔池图像特征,提出了一种实时的焊缝错边检测方法。首先,搭建了基于工业相机的单目被动视觉熔池图像采集系统,系统包括复合滤光系统、相机外触发系统、图像采集软件,采集到清晰的熔池图像;其次,提出利用图像平均灰度值判断弧光对熔池图像的干扰程度;再次,采用最大类间﹑类内方差比法提取出熔池轮廓;最后,根据熔池轮廓特征定义了反映焊接错边信息的特征参数Z/C与β/γ。参考焊接工艺规程(JB/T 9186-1999)设计了焊接试验。结果表明,熔池轮廓提取算法合理,熔池轮廓特征参数能反映焊接错边,能为基于视觉的焊接错边在线监测提供技术支持。

线能量相同情况下焊接参数变化对堆焊焊缝成形和粗晶区组织的影响

利用MZ-1000型埋弧焊机进行堆焊试验,研究在线能量相同的情况下,焊接参数变化对堆焊焊缝成形和粗晶区组织的影响。试验线能量35 k J/cm、电弧电压37 V,在厚度为20 mm的钢板上通过改变电流和焊速进行堆焊。研究结果表明:在线能量不变的条件下,随着焊接电流的减小和焊接速度的同时减慢,熔深减小、熔宽增大;粗晶区的晶粒大小、焊缝余高和热影响区宽度先变小,后变大。因此在一定线能量下,可以通过调整电流和焊速来控制焊缝成形,达到提高效率、保证质量的目的。