大功率碟型激光焊金屬蒸汽圖像特征分析.pdf

1、激光焊接是激光加工技術(shù)的重要方式,隨著現(xiàn)代工業(yè)制造的高速發(fā)展,高效、敏捷、環(huán)保的加工技術(shù)越來(lái)越受到重視。激光焊接以其獨(dú)特的高能束聚焦方式,在焊接過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)深熔焊、快速焊等其它焊接工藝難以實(shí)現(xiàn)的形式。在工業(yè)應(yīng)用上,激光焊接設(shè)備搭配靈活,能夠在大批量生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化。其中,大功率碟型激光器與傳統(tǒng)激光器相比,在光束質(zhì)量、加工效率、設(shè)備性能等方面均具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　 激光致金屬蒸汽是在大功率激光焊接下不可避免的一種現(xiàn)象,處于

2、弱等離子體狀態(tài)。激光致金屬蒸汽對(duì)入射激光有折射、反射、散射、吸收等作用,影響激光到達(dá)工件表面輻射能量的強(qiáng)度,從而影響激光焊的焊接質(zhì)量。因此,通過(guò)研究激光致金屬蒸汽現(xiàn)象與激光焊接質(zhì)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,對(duì)實(shí)現(xiàn)大功率激光焊接質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)具有十分重要的意義。論文針對(duì)大功率(功率≥10 kW)碟型激光焊接速度快、光束功率密度高和存在強(qiáng)烈金屬蒸汽輻射的特點(diǎn),采用高速視覺(jué)傳感器獲取激光致金屬蒸汽圖像動(dòng)態(tài)序列,獲得激光致金屬蒸汽的細(xì)微變化。對(duì)獲取到的激光

3、致金屬蒸汽原始圖像進(jìn)行灰度轉(zhuǎn)換、維納濾波、圖像二值化處理、形態(tài)學(xué)開(kāi)運(yùn)算處理,得到去飛濺后的金屬蒸汽二值化圖像；再以去飛濺后的金屬蒸汽二值化圖像點(diǎn)乘金屬蒸汽灰度圖像,得到去飛濺后的金屬蒸汽灰度圖像。從去飛濺后的金屬蒸汽二值化圖像中,提取出激光致金屬蒸汽圖像的面積與高度特征參量。從去飛濺后的金屬蒸汽灰度圖像中,可以提取出激光致金屬蒸汽圖像的擺角特征參量。計(jì)算激光致金屬蒸汽面積與高度在不同焊接質(zhì)量區(qū)域下的一階差分平均值,統(tǒng)計(jì)激光致金屬蒸汽面積