TIG焊接熔池形状参数的视觉检测

在分析ＴＩＧ焊接电弧光谱的基础上，设计出复合滤光镜头，与普通ＣＣＤ摄像机组成视觉传感器，从试件正面观测熔地图像．焊接过程中根据电流大小通过软件调整采集图像亮度，得到了比较清晰的ＴＩＧ焊接熔化图像．利用自行开发的图像处理算法，检测出了熔池正面的形状参数．该算法处理一幅图像用时不超过 ７０ ｍｓ；满足实时检测的需要．

脉冲TIG焊熔池几何参数的检测

本文针对脉冲氩弧焊(脉冲TIG焊),利用商用光电耦合(CCD)摄象机及自行设计的焊接控制单元,并配以窄带滤光系统,可以清晰的检测到熔池的几何图像。通过对图像特征分析及处理,得到了熔池的主要几何形状参数。这为进一步实现焊接质量自动控制打下了坚实的基础。

焊接熔池图像采集及边缘几何形态研究

基于MAG焊电弧光谱特点,用视觉传感配合CCD相机和滤波减光系统,采集MAG焊熔池图像;通过同步对比试验,研究熔池图像圆形度与边缘形态关系。结果表明:正常工艺时,熔池边缘较规则、光滑,熔池图像圆形度介于0.56~0.65;焊接电流过大或保护气体不足时,熔池图像圆形度比正常值小,图像边缘凹凸不平。熔池图像圆形度越小,意味着熔池边缘更不规则或锯齿状,通过圆形度数值大小可预判熔池边缘信息,为焊接过程的控制和焊接质量的评估提供思路。

大熔深K-PAW熔池及电弧视觉行为特征分析研究

穿孔等离子弧焊接(K-PAW)以其独特的优势,在中厚板的焊接制造中应用广泛,并逐渐向更大厚度的方向发展。然而,随工件厚度增加熔池穿孔出现不稳定等问题,制约了其在实际生产中的应用。分析了14 mm厚304不锈钢在“受控恒定穿孔”控制策略下的大熔深K-PAW熔池特征尺寸变化规律和焊接过程中的熔池行为。通过视觉检测与电信号同步采集系统,对大熔深K-PAW过程中熔池的形貌特征进行定量分析,探究在受控脉冲条件下的熔池特征参数变化情况,以及熔池特征与电信号的同步动态行为规律。以初始电流270 A进行焊接,在起弧的前14 s的盲孔阶段,随着电弧热量积累,熔池不稳定,尺寸出现震荡,最大震荡幅度超过10 mm,同时熔池长宽比也在1.0~1.6范围内变化;随着穿孔于第15 s发生,熔池达到平衡,且长宽比在19 s时达到峰值;维孔阶段,熔池保持稳定,形状未发生大变化。综上,可以通过熔池形状变化趋势来区分焊接阶段。比较了不同焊接电流(280 A、275 A、270 A)的盲孔阶段,发现采用较大的初始电流有利于缩短盲孔时间,由270 A时的22.9 s减小到了280 A时的19.8 s,并降低焊接气孔出现的可能性。最后,发现电弧中心与熔池前边缘的距离可以反映穿孔状态。结果验证了“受控恒定穿孔”控制策略的可行性,并验证了通过视觉特征判断焊接阶段及是否穿孔的可行性。

基于受限波尔兹曼机的GMAW管道打底焊的熔透预测方法

在现代工业高速发展的背景下,焊接是现代制造领域的重要工艺方法之一,焊接质量的高低直接影响到工件的质量。受限波尔兹曼机RBM(Restricted Boltzmann Machine)作为一种机器学习模型,设置合适的各项学习参数,经训练样本训练后具有高精度的预测能力。通过对视觉传感系统获得的GMAW熔池图像进行图像处理,提取详细的熔池参数,与焊接电流共同作为RBM的输入,预测焊接状态:焊透与焊穿。实验结果表明,在可接受的范围内,能够实现焊接质量实时监控的目标。