基于结构光的水下焊接熔池宽度在线检测

直接拍摄水下焊接熔池图像来检测焊接熔池宽度实现难度较大,提出了一种通过成形焊缝结构光条纹图像来完成水下焊接熔池宽度在线检测的方法。将装有防水罩的激光结构光视觉传感器安装在焊枪之后置于水下,针对水下成形焊缝图像特点,经图像加窗、拉普拉斯锐化、二值化以及数学形态学滤波和图像细化处理,就能够在线获得焊接熔池宽度。结果表明,处理过程速度快,检测结果精度高。当条纹检测点和熔池中心之间的距离小于35 mm时,焊接熔池宽度相对误差可控制在3%以内。

铜包铝线材TIG焊熔池宽度的最佳检测与控制

文章针对铜包铝线材TIG焊焊接速度快、所采用的铜板很薄、熔池宽度很小的特点,设计了一种采用视觉传感器在近弧区对熔池进行取像的熔池宽度实时检测与控制系统。采用CCD视觉传感器在焊接方向钨极的后方采集焊接熔池图像;利用视频处理电路对视频信号进行处理,获得熔池边缘信息;依此信息采用改进的模糊控制器对弧焊电源的电流进行快速控制,从而实现对熔池宽度的控制;实验结果表明,该系统的熔宽偏差、检测误差能够很好地满足生产要求。

激光近净成形中熔池宽度实时监控系统的研究

在激光近净成形过程中,为了快速有效地获取熔池区域信息并加以控制,文设计了CCD同轴拍摄系统获取熔池的双色图像,可以准确地获得熔池区域的图像信息,并利用最小外接矩形图像处理方法快速有效地获取熔池宽度,通过PID控制器调节激光功率加以控制。实验表明,基于双色图像的CCD同轴拍摄方法和熔池宽度闭环控制系统有效解决了激光往复扫描下薄壁工件的边缘凸起和上下宽度不均匀的问题。

激光沉积成形熔池尺寸分析与预测

激光沉积制造过程中,单道沉积宽度主要受激光熔池宽度的制约,稳定的熔池是保证成形精度的前提。为了建立工艺参数激光功率、扫描速度以及送粉速率与熔池尺寸之间的经验模型,采用非匀速段关光控制及卡尔曼滤波技术对采集的熔池测量数据进行去噪处理,以实现成形过程熔池宽度的精确检测,为熔池宽度预测精度提供了保证。基于正交试验建立了多元回归模型,其拟合优度可达94%,最大误差不超过4.5%。经单一变量试验方法验证,结果表明熔池宽度与激光功率呈正相关,与扫描速度呈负相关,实验结果与回归分析结果具有较好的一致性。

铝合金脉冲MIG焊熔宽动态过程的视觉传感辨识

针对铝合金脉冲MIG焊过程,建立了熔池图像检测视觉系统,利用形态学方法去除了图像信号中的噪声、阴极雾化区等影响熔池特征提取的部分,获得了满意的熔池边缘图像,可以对熔池形状信息进行动态检测.在此基础上,设计了阶跃响应实验,利用曲线拟合法对基值电流、送丝速度、脉冲电流占空比与熔宽的模型分别进行了辨识,分析了基值电流、送丝速度和脉冲电流占空比对熔宽的影响规律,为铝合金脉冲MIG焊过程控制提供了理论依据.

激光沉积制造扫描起点对T型梁热分布及成形质量的影响

为研究扫描起点对T型梁热分布及成形质量的影响,建立了T型梁的有限元模型,对激光沉积制造过程进行温度场模拟;通过红外热像仪对温度场模型进行了实验验证,对比了不同扫描起点下的温度场、层面节点温度及节点热循环的变化。数值模拟结果表明,扫描起点对温度场有很大影响,异侧扫描时层面热量分布较为均匀,横纵交叉处的节点温度下降较小。采用不同扫描起点进行了激光沉积实验。结果表明,由于扫描起点影响制件层面的热分布,进而影响制件的成形质量,异侧扫描时热量分布较为均匀,使得层面熔池宽度波动较小。

激光功率对TC4钛合金薄管对接焊温度场的影响

针对TC4钛合金薄管激光对接焊建立数值模型,对温度场进行仿真计算,分析焊接激光功率对温度场的影响,并进行试验验证。结果表明:在相同焊接速度下且保证焊透的情况下,随着激光功率的增加,薄板焊接温度场中最具有代表性的指标即最高温度及熔池宽度都明显增加,但增幅均不断减小;当激光功率介于720w至870w时,熔池宽度为2.3mm至3.6mm,在此功率区间内,温度场对激光功率的变化较为敏感,便于控制焊接质量;当激光功率处在较高水平时,最高温度增加的放缓趋势明显强于熔宽。

大功率光纤激光焊熔宽预测方法

本文针对大功率（10kW）光纤激光焊接304不锈钢紧密对接焊，研究一种在线熔池宽度预测的新方法，首先由图像处理获得熔宽的实时测量值，然后用有限冲激响应FJR（FiniteImpulseResponse）滤波器对其滤波使得宽度值平滑，分析熔宽实时测量值经过FIR滤波后与熔宽实际值之间的关系。

激光选区熔化WC 12Co复合材料温度场模拟研究

为提高激光选区熔化WC 12Co硬质复合材料的成形质量,采用有限元仿真软件Ansys 2021R1对SLM成形WC 12Co硬质复合材料过程的温度场进行数值模拟仿真研究,研究成形温度场的温度分布和成形工艺参数(激光功率、扫描速度、扫描间距和基板预热温度)对温度场的影响,为优化WC 12Co硬质复合材料成形提供试验依据。结果表明:激光功率增大,成形区域温度增大,位置点3的峰值温度从3507.47℃增大至3837.52℃;激光扫描速度增大,成形区域温度降低,位置点5的峰值温度从3592℃下降至2897℃,峰值温度下降695℃;扫描间距的增加使各扫描区域的温度有所降低,位置点3的峰值温度从3330℃逐渐降低至3123℃。在同一成形工艺参数下,激光扫描前一路径对后一路径有预热作用,随着扫描路径的增加,成形区域的温度呈现逐渐上升趋势。基板预热至120℃能够提高熔池的内部温度,减小成形件之间的温度差异,缩小温度梯度差。当激光功率增大时,熔池的宽度和深度随之增大;当激光扫描速度增大时,熔池的宽度先增大后减小,熔池的深度线性反向减小;当扫描间距增大时,熔池的宽度和深度均减小。模拟获得的温度场仿真结论能够大致反映成形试样的表面质量和合金粉末的熔化状态随成形工艺参数变化的趋势。