脉冲熔化极气体保护焊熔池图像的检测与处理

发表时间:2019/4/28   来源:《基层建设》2019年第4期   作者:齐军
[导读] 摘要:我国的现代焊接技术分为很多种类,焊接学科的研究人员对于焊接技术的研究从未停止,他们致力于研究出各种焊接技术的原理分析技术的缺点和改善措施,以求得到更加简便的焊接技术,探究实用的焊接技术。
        大庆油田工程建设有限公司化建公司  黑龙江大庆市  163000
        摘要:我国的现代焊接技术分为很多种类,焊接学科的研究人员对于焊接技术的研究从未停止,他们致力于研究出各种焊接技术的原理分析技术的缺点和改善措施,以求得到更加简便的焊接技术,探究实用的焊接技术。本文主要是讨论了脉冲熔化极气体保护焊这种焊接技术的基本工作原理,通过实验装置来测定熔池的图像,研究这种焊接技术的熔池图像的监测和处理方式,探究焊接技术的优点,并且通过独特的算法得到熔池图像的边界,这是具有创新性的,这种研究为工程应用提供理论指导具有重大的意义。
        关键词:脉冲熔化极气体保护焊;熔池;检测;处理
        前言
        我国的焊接技术发展迅速,对于焊接技术的熔池图像的研究也有了一定的成果,随着计算机技术和图像处理技术的接连出现,使得焊接领域的研究更加精确和深入,研究的结果更加的符合工程实践。计算机的视觉技术在熔池成像方面的使用,可以获得熔池图像的正面和背面的图像信息,这就便于人们对于图像信息的观察和处理。作者简单讨论了脉冲熔化极气体保护焊这种焊接技术的基本工作原理,在这个基础上研究了这种焊接技术的熔池图像的处理方式,探究了这种焊接技术的优点,这种研究成果为工程应用提供理论指导具有重大的意义。
        一ˎ试验系统及焊接试验
        熔池图像的观测系统主要是通过一个图像的观测装置来观测,还包括焊接系统和电流和电压的采集系统三部分。焊接系统中有一个焊接的平台,具体的实验装置如下图下所示。
 
        在建立的脉冲测试的系统中,将低碳钢钢板在测试系统的焊接平台上进行焊接,观测焊接的过程。保护气体是Ar95%+CO25%,焊丝按照规范采用适合的材料,按照规范要求进行焊接。
        二ˎ熔池的图像分析
        在标准规范规定的焊接条件下,可以观察到熔池的图像信息,利用光谱分析仪和以前相关人员的研究资料,基本上可以确定出合适的取像窗口范围,以便于得到清晰的图像信息,在这个研究基础上,选择中心的波长长度分别是665nm和1064nm的窄带的滤光片并且用中性的减光片作为滤光系统。通过观测在两种不同的滤光系统下的熔池的图像,可以发现一些不同,通过对于图像的观察就可以明显的看出在不同的两种滤光系统下可以对弧光的干扰进行抑制作用,可以得到相对清晰的熔池的图像,这就方便对于信息的观测和数据的统计。通过实验观测发现取像的时间会对成像的质量产生影响,通过观测采用中心的波长长度分别是665nm的滤光系统在单个的脉冲的周期内采取连续的熔池图像,对得到的两张图片进行比较分析峰值期间和基值时期内的图像。就可以发现脉冲的峰值期间的图像由于焊接的电流比较大,弧光的辐射强度就会加强,这时就会由于强烈的弧光而掩盖熔池的图像,此时熔池的图像就几乎看不到了;在脉冲周期的基值期内,由于焊接的电流值比较小,相应的弧光的辐射强度就会比较弱,这时就会得到比较清晰地图像,可以清晰地看到熔池的图像的边界界线。在观测期内,可以发现在基值的电流刚开始的时候,电弧的弧光还是较强的,在基值的电流将要结束的时候,电弧的弧光相对减弱,此时的弧光干扰也是相对来说最弱的,就会获取到清晰地熔池的图像,这时就是获取熔池图像的最佳时刻。
        表1  脉冲GMAW试验条件
        这个试验系统的成像机理相对来说还是比较复杂的,在利用滤光系统进行熔池的图像时,应该在正后方观测熔池的图像,而且为了达到清晰取像的目标,就要将空间摄像机沿着取像的轴向进行顺时针的旋转,旋转的角度为40°这时就会得到脉冲周期的基值期内的图像。
        三ˎ熔池图像的处理
        通过上述的测定条件和试验系统和装置,可以得到详细的图像,在得到清晰地熔池图像后,相关人员就需要对熔池的图像进行处理并进行详细的分析。经过一系列的考虑,应该选取熔池边缘的图像来进行处理,这是为了考虑普遍性的原因。通过对图像进行灰度的拉伸,得到一个处理以后的图像,就可以得到图像的灰度梯度,方便对图像信息转变为进行数据的分析。比较这两种图像的分析结果,就可以发现灰度拉伸后的图像可以比较好的还原原始的图像的边界。
        总结
        这篇文章主要是讨论了脉冲熔化极气体保护焊这种焊接技术的基本工作原理,研究这种焊接技术的熔池图像的监测和处理方式,探究焊接技术的优点,为工程应用提供理论指导具有重大的意义。通过一系列的分析得到一些有用的结论。试验是可以用光谱分析仪测定出熔化极气体的保护焊这种焊接技术的弧光的分布规律,确定适合的滤光光谱的观测窗口;滤光系统的中心波长确定为665nm,观测时在正后方观测熔池的图像,将空间摄像机沿着取像的轴向进行顺时针的旋转,旋转的角度为40°这时就会得到脉冲周期的基值期内的图像;提出了一种熔池的图像的计算处理方法,通过这种方法可以准确的确定熔池的边界,这是以前的研究所不能完成的,比较有开创性,这就是焊接技术研究的一种创新,让人们详细的了解熔池图像的具体信息,这种研究成果为工程应用提供理论指导,具有很重大的工程意义。
        参考文献:
        [1]陈强,孙振国计算机视觉技术在焊接中的应用[J]焊接学报,2001,22(1):83—90
        [2]娄亚军基于熔池图像传感的脉冲GTAW动态过程智能控制[D]哈尔滨:哈尔滨工业大学,1998
        [3]陈善本,曹建明,徐成明,等脉冲熔化极气体保护焊熔池的视觉传感与实时控制[J]焊接学报,2002,23(4):17—20
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: