大功率盤形激光焊接過(guò)程飛濺特征分析.pdf

1、激光焊接技術(shù)起始于20世紀(jì)70年代的美國(guó)，激光焊接具有高質(zhì)量、高精度、高效率、高速度和低變形等特點(diǎn)。隨著高功率CO2和高功率的YAG激光器的研制成功，激光焊接技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家普遍應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。大功率盤形激光焊接是當(dāng)前先進(jìn)的激光焊接技術(shù)之一，與其他焊接方法相比，具有激光功率大、光束質(zhì)量?jī)?yōu)良、大深寬比和極高的激光利用率等特性。
　　 金屬飛濺是大功率盤形激光焊接過(guò)程中的一個(gè)重要現(xiàn)象，其特征與焊接質(zhì)量、焊接過(guò)程穩(wěn)定

2、性以及能量利用率等有著密切的聯(lián)系，因此研究金屬飛濺特征與焊接質(zhì)量之間的關(guān)聯(lián)具有重要的意義，是實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程在線控制的重要基礎(chǔ)。以大功率盤形激光焊接304不銹鋼為試驗(yàn)對(duì)象，研究焊接過(guò)程中的飛濺特征。在紫外波段和可見(jiàn)光波段應(yīng)用高速攝像機(jī)攝取焊接過(guò)程中產(chǎn)生金屬飛濺的瞬態(tài)特征，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對(duì)飛濺圖像進(jìn)行預(yù)處理，提取全局圖像飛濺的數(shù)量、面積、距離總和以及圖像質(zhì)心高度特征參數(shù)。預(yù)處理后計(jì)算每個(gè)飛濺的質(zhì)心、面積、灰度、平均灰度和半徑，以上述特

3、征為基礎(chǔ)建立飛濺動(dòng)態(tài)識(shí)別算法并對(duì)飛濺進(jìn)行識(shí)別，提取新飛濺的特征參數(shù)。以焊縫寬度作為衡量焊接質(zhì)量與焊接過(guò)程穩(wěn)定性的因素，應(yīng)用最小二乘法對(duì)全局圖像金屬飛濺的特征參數(shù)進(jìn)行線性和高次擬合，研究飛濺特征參數(shù)的波動(dòng)規(guī)律，并與焊縫寬度的變化對(duì)比，探索焊接過(guò)程飛濺特征參數(shù)變化規(guī)律。對(duì)不同焊接區(qū)域的新飛濺特征參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算新飛濺特征參數(shù)在不同區(qū)域下特征值的總和、平均值和基于不同閾值下的百分比，結(jié)合焊縫寬度分析新飛濺特征參數(shù)變化規(guī)律。應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建