大功率盤形激光焊金屬蒸汽和飛濺圖像特征識(shí)別.pdf

1、激光焊接技術(shù)是21世紀(jì)一種重要的焊接零件加工方式。激光的能量高度集中，對(duì)金屬快速加熱并加工后，金屬能快速冷卻，具有熱變形小，熱影響區(qū)小的特點(diǎn)。它能夠焊接難熔、難焊的金屬，如鈦合金、鋁合金等。此外，激光焊接過程對(duì)環(huán)境沒有污染，技術(shù)簡(jiǎn)便。因此，激光焊接技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，在電子、國(guó)防、儀表、電池等工業(yè)領(lǐng)域，醫(yī)療儀器以及許多行業(yè)中均得到了廣泛應(yīng)用。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，具有功率密度高、光束質(zhì)量?jī)?yōu)良、大深寬比和極高的

2、激光利用率等優(yōu)點(diǎn)。
　　 金屬蒸汽和飛濺是大功率盤形激光焊接過程中產(chǎn)生的一種重要現(xiàn)象，其與焊接質(zhì)量以及焊接過程的穩(wěn)定性等有著密切聯(lián)系，研究金屬蒸汽和飛濺圖像的識(shí)別技術(shù)對(duì)提高焊接質(zhì)量具有重要意義，是實(shí)現(xiàn)焊接過程在線監(jiān)控的重要基礎(chǔ)之一。試驗(yàn)以大功率盤形激光焊接304不銹鋼為試驗(yàn)對(duì)象，在紫外波段和可見光波段應(yīng)用高速攝像機(jī)攝取焊接過程中產(chǎn)生的金屬蒸汽和飛濺的瞬態(tài)特征，運(yùn)用中值濾波、維納濾波、亮度變換、閾值分割、邊緣檢測(cè)等圖像處理技術(shù)對(duì)金

3、屬蒸汽和飛濺圖像進(jìn)行預(yù)處理，定義并提取金屬蒸汽的質(zhì)心與焊接點(diǎn)連線與水平軸夾角的正切值(＜90°)、金屬蒸汽最高點(diǎn)的橫坐標(biāo)、金屬蒸汽的密集度、金屬蒸汽質(zhì)心的極坐標(biāo)（極角和矢徑）、飛濺的數(shù)量和面積、飛濺灰度圖像的平均灰度和熵9個(gè)特征參數(shù)，探索焊接過程金屬蒸汽和飛濺特征參數(shù)變化規(guī)律與焊接質(zhì)量之間的聯(lián)系。各選取7個(gè)不同的特征參數(shù)組成特征向量，分別應(yīng)用主成分分析法和K-L變換法進(jìn)行特征變換。以焊縫寬度作為衡量焊接質(zhì)量與焊接過程穩(wěn)定性的因素，并根據(jù)