基于圖像處理技術(shù)磁控TIG焊熔池形態(tài)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，焊接過程自動化和智能化成為焊接技術(shù)重要發(fā)展方向。磁控焊接技術(shù)作為近年來逐步完善起來的一種新型焊接技術(shù)，通過對電弧、熔滴、熔池施加干預(yù)，能有效的提高焊縫的機(jī)械性能，全面改善焊接質(zhì)量。研究磁控焊接熔池形態(tài)的主要目的是探究電磁力對熔池液態(tài)金屬流動的作用機(jī)制，為進(jìn)一步完善磁場作用焊接的機(jī)理與推廣磁控焊接技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　本文以 TIG焊為對象，在焊接過程中添加直流縱向磁場，通過實驗選取合理的焊接工藝參數(shù)與磁場參

2、數(shù)，借助高速攝影系統(tǒng)獲取熔池邊緣灰度變化明顯的實時圖像。利用 Matlab軟件對實驗中采集的熔池實時圖像進(jìn)行中值濾波、圖像增強(qiáng)、邊緣提取、邊緣擬合等數(shù)字圖像處理，獲得清晰的熔池邊緣。對比實測熔寬與圖像處理后計算得出的熔寬，兩者最大誤差0.18mm，誤差率控制在10％以內(nèi)，表明該圖像處理算法是可行的，同時設(shè)立熔池形態(tài)幾何參數(shù)，對不同磁場參數(shù)下熔池形態(tài)特征進(jìn)行理論分析。結(jié)果表明：外加縱向磁場作用下，焊接電弧中帶電粒子在洛倫茲力、等離子流力、

3、熱擴(kuò)張力作用下產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，引起焊接電弧在熔池表面擴(kuò)張，溫度分布曲線擴(kuò)散，被焊工件表面受熱源作用的金屬范圍變大，處在熔點以上金屬量增加，宏觀上表現(xiàn)為熔池增大，即熔池的最大寬度、最大長度、面積、周長等幾何參數(shù)隨著磁場參數(shù)的增加而增加。
　　熔深是表征焊接質(zhì)量的重要參數(shù)，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立熔深預(yù)測模型可為磁控焊接狀態(tài)下熔池圖像表面形態(tài)參數(shù)與焊縫質(zhì)量之間的關(guān)系提供有益的探索。基于此，本文利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立以焊接速度、勵磁電流、焊