基于X射線實時成像的鋁合金激光焊接缺陷識別技術(shù)研究.pdf

1、鋁合金激光焊接工藝廣泛應(yīng)用于民用飛機壁板等航空航天結(jié)構(gòu)件的制造。在激光焊接缺陷檢測中，傳統(tǒng)X射線人工檢測結(jié)果受膠片本身局限、主觀人為因素影響較大。隨著新一代X射線實時成像技術(shù)以及圖像模式識別技術(shù)的飛速發(fā)展，使得基于X射線數(shù)字圖像的計算機輔助識別鋁合金激光焊接缺陷成為可能。本文針對鋁合金激光焊件X射線實時成像技術(shù)、圖像預(yù)處理技術(shù)以及缺陷提取與識別技術(shù)的應(yīng)用開展研究，初步實現(xiàn)了鋁合金激光焊接缺陷的自動提取與識別。
　　首先，在合理選擇

2、硬件系統(tǒng)配置的基礎(chǔ)上，設(shè)計并搭建了面向鋁合金T型接頭激光焊接件的X射線實時成像系統(tǒng)。通過搭建的成像系統(tǒng)，對鋁合金T型接頭激光焊件的X射線實時成像檢測技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并得到了最佳的成像工藝參數(shù)：管電壓60kV，管電流0.3mA，焦距350mm，放大倍數(shù)2.4。
　　其次，針對X射線原始圖像的特點，通過圖像灰度轉(zhuǎn)換、圖像降噪以及圖像模糊增強的預(yù)處理功能對焊件X射線圖像進(jìn)行質(zhì)量改善處理。其中，通過對單一降噪方法的結(jié)合使用，提高了對

3、混合噪聲的去除效果。之后，對傳統(tǒng)模糊增強算法的改進(jìn)應(yīng)用增強了圖像的對比度，為后續(xù)焊縫提取與缺陷分割提供了質(zhì)量良好的X射線圖像。
　　再次，通過進(jìn)一步對X射線圖像列灰度曲線的分析，采用曲線擬合和灰度差分判定的方法完成了對復(fù)雜背景條件下焊縫區(qū)域的提取。同時，通過自適應(yīng)形態(tài)學(xué)濾波算法模擬出焊縫背景圖像，再經(jīng)差影檢測和迭代閾值分割算法的處理，實現(xiàn)了焊縫中缺陷的分割。之后，利用輪廓提取與種子填充算法完成了對缺陷的提取。
　　最后，在缺

4、陷區(qū)域標(biāo)記的基礎(chǔ)上，完成了各類特征參數(shù)的提取與計算。根據(jù)缺陷的特征參數(shù)及其他X射線圖像影像特征，設(shè)計并開發(fā)了基于正向模糊推理的缺陷識別與分類專家系統(tǒng)。其中，專家系統(tǒng)知識庫中的經(jīng)驗知識以規(guī)則的形式存在，用戶可對規(guī)則進(jìn)行修改、添加與刪除等操作。同時，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)了鋁合金激光焊件圓形缺陷的評定。
　　本文針對鋁合金T接頭激光焊件的特點，通過X射線實時成像實驗和計算機編程圖像處理仿真實驗，完成了對鋁合金激光焊件的X射線實時成像、X射線