填丝TIG焊接过程视觉检测及熔透信息提取
发布时间：2021-06-12 04:58
在焊接过程中实时获取当前的熔透状态是进行焊接熔透控制的基础,在TIG薄板单面焊双面成形焊接工艺中,熟练的焊工可以根据熔池、熔孔形态判断出当前的熔透状态,从而调整焊接速度、焊枪倾角等保证焊缝熔透而不发生焊穿。可见,熔池、熔孔形态包含了大量的熔透信息,但是目前仅在手工焊接时利用了熔孔现象,为了实现自动化焊接中的熔透控制,有必要对熔池、熔孔形态以及动态行为进行研究。本文搭建了薄板TIG单面焊双面成形实验平台。设计了1064nm窄带滤光片和中性减光片组成的复合滤光系统,有效的滤除了弧光干扰,获得了清晰的熔池、熔孔图像。利用近摄接圈提高了图像尺寸,增加了图像的清晰度。针对3mm厚Q235碳钢板开展预留间隙对接焊实验并采集焊接过程中的图像和电参数。设计图像处理算法,获取了熔池、熔孔边缘。对于熔孔图像,以熔孔最大宽度和熔孔长度作为其特征值,分析了熔孔在不同的焊接速度下的失稳形式。按失稳时的熔孔长度与宽度的大小,将失稳形式分为横向失稳、纵向失稳以及整体失稳。同时研究了熔滴过渡频率与熔孔稳定性之间的关系,当熔滴过渡频率为5HZ时,相对于1HZ,熔孔的尺寸稳定性获得了极大提升。通过控制送丝速度、熔滴过渡频...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２连续行走熔透控制过程［１３］??
Ｔｉｎ＊：———??（ａ）?Ｗｅｌｄｉｎｇ?ｃｕｒｒｅｎｔ?（ｂ）?Ａｒｃ?ｖ〇］ｔ？ｇｅ?ａｍｐｌｉＬｕｄｅ?ｖａｒｉａｔｉｏｎ?（ｃ）?Ｔｒａｖｅｌ?ｔｉｐｅｏｄ??图１－２连续行走熔透控制过程［１３］??１．２．３电弧声检测法??电弧声存在于整个焊接过程中，其与电弧稳定性、熔滴过渡、焊接缺陷产生??等存在密切的关系［１５］。在实际生产过程中，熟练的焊工可以根据经验从电弧声中??判断当前熔透状态，学者们研究了这一现象，证明了电弧声信号与熔透之间存在??明显的关系［１６＿１８］。Ｇｒａｄ．Ｌ等人［１９］发现在ＧＭＡＷ焊接过程中，短路过渡模式下，电??３??
像处理研究现状??觉检测所获得的熔池图像，需要经过图像数字分析提取出熔池的特征??为数值模型的建立提供有用的信息。对于熔池图像，研宄者定义了熔??池半长、熔池后拖角等特征参数用于描述熔池形状。从而建立熔池特??透状态之间的关系模型，为焊接自动化打下基础。??像处理的速度和准确度对于焊接过程的自动化控制具有重要意义，相??了大量研宄。??像滤波增强技术研究现状??拍摄过程中，图像主要存在电弧光、焊接飞濺、烟雾粉尘等干扰噪声。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于弧压反馈的薄板GTAW智能熔透控制[J]. 程永超,肖珺,陈树君,Zhang Yuming. 焊接学报. 2018(12)
[2]基于数学形态学的焊接熔池图像边缘提取技术研究[J]. 武晓朦,吴凯,王欢,封园. 西安石油大学学报(自然科学版). 2018(03)
[3]数学形态学理论在焊接熔池提取中的应用[J]. 武晓朦,吴凯,王欢. 信息记录材料. 2018(04)
[4]钨极氩弧焊熔池动态行为和焊工调控特征信息检测与分析[J]. 樊丁,顿小春,张刚,石玗. 机械工程学报. 2018(02)
[5]连续脉冲GTAW熔池振荡频率的检测及分析[J]. 李春凯,石玗,朱明,顾玉芬. 焊接学报. 2017(10)
[6]基于网格激光的TIG焊熔池三维表面凹凸性分析[J]. 何笑英,黄健康,石玗,樊丁. 焊接学报. 2017(01)
[7]连续脉冲GTAW不同熔透状态熔池振荡频率特征及分析[J]. 李春凯,石玗,顾玉芬,杜雷明,朱明. 机械工程学报. 2016(20)
[8]基于多经验参数约束的等离子弧焊熔池边缘检测[J]. 刘新锋,任文建,高进强,武传松. 焊接学报. 2014(07)
[9]基于激光点阵的TIG焊熔池自由表面三维形貌测量方法[J]. 张刚,石玗,黄健康,张伟杰,樊丁. 机械工程学报. 2014(24)
[10]基于红外透过滤光片的P-GMAW熔池图像传感[J]. 梁志敏,赵双双,张梅梅,高洪明. 焊接学报. 2014(02)
博士论文
[1]基于激光视觉的GTAW熔池振荡行为解析[D]. 李春凯.兰州理工大学 2018
[2]基于电弧声信号的铝合金脉冲GTAW熔透特征识别及其实时控制研究[D]. 吕娜.上海交通大学 2014
硕士论文
[1]基于数学形态学的焊接熔池图像边缘检测技术研究[D]. 吴凯.西安石油大学 2018
[2]基于熔池形状特征的熔透信息提取[D]. 姜天胜.北京化工大学 2017
[3]钨极氩弧焊熔池三维面形传感系统设计研究[D]. 艾孝谱.南昌大学 2011
[4]基于电弧声信号特征MIG焊熔透状态模式识别[D]. 兰虎.哈尔滨理工大学 2009
[5]铝合金MIG焊过程电弧声分析[D]. 黄健康.兰州理工大学 2007
本文编号：3225994
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２连续行走熔透控制过程［１３］??
Ｔｉｎ＊：———??（ａ）?Ｗｅｌｄｉｎｇ?ｃｕｒｒｅｎｔ?（ｂ）?Ａｒｃ?ｖ〇］ｔ？ｇｅ?ａｍｐｌｉＬｕｄｅ?ｖａｒｉａｔｉｏｎ?（ｃ）?Ｔｒａｖｅｌ?ｔｉｐｅｏｄ??图１－２连续行走熔透控制过程［１３］??１．２．３电弧声检测法??电弧声存在于整个焊接过程中，其与电弧稳定性、熔滴过渡、焊接缺陷产生??等存在密切的关系［１５］。在实际生产过程中，熟练的焊工可以根据经验从电弧声中??判断当前熔透状态，学者们研究了这一现象，证明了电弧声信号与熔透之间存在??明显的关系［１６＿１８］。Ｇｒａｄ．Ｌ等人［１９］发现在ＧＭＡＷ焊接过程中，短路过渡模式下，电??３??
像处理研究现状??觉检测所获得的熔池图像，需要经过图像数字分析提取出熔池的特征??为数值模型的建立提供有用的信息。对于熔池图像，研宄者定义了熔??池半长、熔池后拖角等特征参数用于描述熔池形状。从而建立熔池特??透状态之间的关系模型，为焊接自动化打下基础。??像处理的速度和准确度对于焊接过程的自动化控制具有重要意义，相??了大量研宄。??像滤波增强技术研究现状??拍摄过程中，图像主要存在电弧光、焊接飞濺、烟雾粉尘等干扰噪声。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于弧压反馈的薄板GTAW智能熔透控制[J]. 程永超,肖珺,陈树君,Zhang Yuming. 焊接学报. 2018(12)
[2]基于数学形态学的焊接熔池图像边缘提取技术研究[J]. 武晓朦,吴凯,王欢,封园. 西安石油大学学报(自然科学版). 2018(03)
[3]数学形态学理论在焊接熔池提取中的应用[J]. 武晓朦,吴凯,王欢. 信息记录材料. 2018(04)
[4]钨极氩弧焊熔池动态行为和焊工调控特征信息检测与分析[J]. 樊丁,顿小春,张刚,石玗. 机械工程学报. 2018(02)
[5]连续脉冲GTAW熔池振荡频率的检测及分析[J]. 李春凯,石玗,朱明,顾玉芬. 焊接学报. 2017(10)
[6]基于网格激光的TIG焊熔池三维表面凹凸性分析[J]. 何笑英,黄健康,石玗,樊丁. 焊接学报. 2017(01)
[7]连续脉冲GTAW不同熔透状态熔池振荡频率特征及分析[J]. 李春凯,石玗,顾玉芬,杜雷明,朱明. 机械工程学报. 2016(20)
[8]基于多经验参数约束的等离子弧焊熔池边缘检测[J]. 刘新锋,任文建,高进强,武传松. 焊接学报. 2014(07)
[9]基于激光点阵的TIG焊熔池自由表面三维形貌测量方法[J]. 张刚,石玗,黄健康,张伟杰,樊丁. 机械工程学报. 2014(24)
[10]基于红外透过滤光片的P-GMAW熔池图像传感[J]. 梁志敏,赵双双,张梅梅,高洪明. 焊接学报. 2014(02)
博士论文
[1]基于激光视觉的GTAW熔池振荡行为解析[D]. 李春凯.兰州理工大学 2018
[2]基于电弧声信号的铝合金脉冲GTAW熔透特征识别及其实时控制研究[D]. 吕娜.上海交通大学 2014
硕士论文
[1]基于数学形态学的焊接熔池图像边缘检测技术研究[D]. 吴凯.西安石油大学 2018
[2]基于熔池形状特征的熔透信息提取[D]. 姜天胜.北京化工大学 2017
[3]钨极氩弧焊熔池三维面形传感系统设计研究[D]. 艾孝谱.南昌大学 2011
[4]基于电弧声信号特征MIG焊熔透状态模式识别[D]. 兰虎.哈尔滨理工大学 2009
[5]铝合金MIG焊过程电弧声分析[D]. 黄健康.兰州理工大学 2007
本文编号：3225994
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