MAG焊熔池图像信号系统与清晰度之间的关系研究(2)
3.3.3 试验结果与分析 28
结 论 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
附录A 灰度函数分析核心代码 34
附录B 拉普拉斯算子核心代码 35
附录C 傅里叶变换核心代码 36
附录D 不规则碎片形文核心代码 38
1 绪论
1.1 选题背景及意义
机械制造业作为国民经济的支柱产业，决定了一个国家的工业生产能力和水平，焊接作为制造业中重要的加工方法之一，更是起着举足轻重的作用。
以往焊接质量主要是通过两种手段来保障。焊前根据焊接材料，性能要求等制订合理的焊接工艺，但是焊接过程存在的时变性使得质量无法得到严格保证。焊后可以进行质量检验，对不合格的焊缝，清理之后再重新焊接来保证焊缝质量，但这种检验方法费时又费力，况且某些焊接产品，如船舶、桥梁、大型压力容器、航天器材等一些重要的焊接件，是不允许出现焊接质量问题的。因此焊接过程中的在线质量控制就显得尤为重要。
但是焊接这一技术领域长期以来采用的是传统焊接方法，尽管近些年来各类气保护焊也得到广泛应用，但焊接变形、咬边、气孔、裂纹、应力集中、未焊合和夹渣等缺欠缺陷问题仍然很严重，已经难以满足当前和未来在焊接质量方面的要求。同样，采用传统焊接方法进行生产，焊接接头的外观成形质量和一致性也无法得到保证，而且手工焊接方式也无法保证产品生产效率和生产周期。很显然这些都成了制约焊接质量提高的根源，因此采用自动化、智能化焊接是焊接技术革新的根本出路。
随着焊接自动化智能化研究的深入，人们越来越注重对焊接质量的控制，其中熔透与成形直接反映了焊接质量，因此检测出反映焊缝熔透和成形的质量信息对于质量控制是非常关键的。目前国内外普遍使用各类传感装置对焊接熔池信息进行传感以便于对焊接过程进行控制，并以此作为智能化焊接要求实现的基础。在各类广泛运用的焊接方法中，熔化极富氩气体保护焊，以其特有的优点在工业生产中得到了广泛的应用。使用该焊接方法，可焊接碳钢、低合金钢、不锈钢、耐热合金钢、铝及铝合金、镁合金、铜及铜合金、钛及钛合金等几乎所有厚度大于1mm的金属，而且焊接效率高，飞溅少[1]。目前，国内外对采集钨极气体保护焊（GTAW）熔池图像研究较为成熟，而对于熔化极富氩气体电弧焊的熔池图像则鲜见报道，此类图像的最大特点在于弧光强烈，只有在恰到好处地消除弧光干扰的前提下才能采集到比较真实的熔池图像。目前对熔化极富氩气体保护焊在控制方面的研究内容不是特别的丰富，因此对于这个项目的任何一点尝试都是有实际意义的。
1.2 焊接过程熔池视觉传感技术研究现状
1.3 熔池图像处理技术及特征提取研究现状
1.4 基于视觉的焊接质量智能控制研究现状
1.5 图像清晰度评价方法研究现状
1.6 本课题研究内容
针对低碳钢MAG焊焊接过程，采用被动式视觉传感方法，利用低成本的工业摄像机配合复合减光滤光系统来消除弧光干扰，获得清晰的弧焊熔池图像。试验针对6mm厚，单边30度坡口，2mm钝边的Q235钢板，制定了最佳焊接工艺。并在极端的实验条件下（如保护气体气流量不足，添加促进气孔、夹渣生成添加物等），制定出产生各种焊缝成形缺陷的工艺。利用已有的弧焊熔池图像采集系统进行弧焊熔池图像的采集；采用图像处理技术对取得的熔池视觉图像进行图像处理，利用图像处理软件提取出反映焊接质量的图像特征，重点是探索焊接熔池图像特征信息与清晰度之间的关系，为下一步的焊接质量控制打下基础。
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