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基于红外热成像技术的激光焊接质量在线检测
基于红外热成像技术的激光焊接质量在线检测
摘要：激光焊接是一种常见的金属材料连接方法，其应用广泛，但激光焊接过程中焊缝质量的影响因素复杂，传统的焊缝检测方法存在一些局限性。因此，本文提出了基于红外热成像技术的激光焊接质量在线检测方法。该方法通过采集焊接过程中的红外热成像图像，利用图像处理算法提取焊缝热态信息，并通过数据分析得出与焊接质量相关的特征参数，从而实现焊接质量在线检测。实验结果表明，该方法能够有效检测焊缝的质量，为提高焊接工艺稳定性和焊接质量提供了有力的分析依据。
关键词：激光焊接；红外热成像；在线检测；焊缝质量；特征参数
1.引言
激光焊接是一种高效、高能量密度的焊接方法，具有焊缝窄、热影响区小、焊接速度快等优点，因此在工业生产中得到了广泛应用。然而，由于激光焊接过程中的温度场分布复杂、焊缝质量易受多种因素影响，如焊接速度、焊接功率、焊缝间距等，因此如何准确、快速地在线检测激光焊接质量成为了一个挑战。
传统的焊缝检测方法主要采用金相显微镜、扫描电子显微镜等设备进行焊接过程样品的金相分析。这些方法需要取样和处理，不仅费时费力，还可能对焊接过程产生干扰。因此，需要一种非接触、实时、高效的在线检测方法来监控焊缝质量。红外热成像技术是一种非接触、实时的测温方法，可以快速获取焊接过程中的温度场分布，因此具有很大的应用潜力。
2.基于红外热成像技术的激光焊接质量在线检测方法
2.1系统组成
基于红外热成像技术的激光焊接质量在线检测系统主要包括红外热像测量设备、图像处理算法和数据分析模块。红外热像测量设备用于采集焊接过程中的红外热成像图像，图像处理算法用于提取焊缝热态信息，数据分析模块用于计算焊接质量相关的特征参数。
2.2图像处理算法
焊缝热态信息的提取对于激光焊接质量的在线检测具有重要作用。为了提取焊缝热态信息，可以采用图像处理算法对红外热成像图像进行处理。首先，对采集到的红外热成像图像进行预处理，如灰度化、平滑滤波等。然后，利用阈值分割、边缘检测等技术提取焊缝的轮廓。最后，计算焊缝的面积、长度等特征参数。
2.3数据分析模块
数据分析模块用于对提取的特征参数进行处理和分析，并得出与焊接质量相关的评价指标。可以采用统计学方法对提取的特征参数进行聚类分析、回归分析等。同时，还可以建立模型，通过机器学习方法对焊接质量进行预测和优化。
3.实验结果与分析
本文设计了一套基于红外热成像技术的激光焊接质量在线检测系统，并进行了一系列实验。实验结果表明，该系统能够快速、准确地检测焊缝质量。通过对实验结果的分析，得出了与焊接质量相关的特征参数，并建立了相应的预测模型。实验数据表明，该模型对于焊接质量的预测具有很高的准确性和稳定性。
4.结论
本文提出了一种基于红外热成像技术的激光焊接质量在线检测方法，通过红外热成像图像的采集和处理，提取了焊缝的热态信息，并通过数据分析得出了与焊接质量相关的特征参数。实验结果表明，该方法能够有效检测焊缝的质量，为提高焊接工艺稳定性和焊接质量提供了有力的分析依据。该方法具有非接触检测、实时性好等优点，在激光焊接质量在线检测中具有广阔的应用前景。
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