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2.5 本章小结 11
3 铝合金双丝PMIG焊熔池图像采集试验 12
3.1 铝合金双丝PMIG焊接试验 12
3.2 熔池图像的采集试验及其结果 14
3.3 影响熔池图像采集效果的因素分析及解决方法 16
3.4 本章小结 18
4 铝合金双丝PMIG焊熔池图像处理 19
4.1 图像的基本特征描述 19
4.2 传统的图像处理方法 19
4.3 主动轮廓模型Snake算法提取熔池轮廓 22
4.4 本章小结 28
5 铝合金双丝PMIG焊熔池图像几何特征参数与工艺参数的关系 29
5.1 熔池尾部图像特征分析 29
5.2 熔池侧面图像特征简要分析 33
5.3 双丝焊接未焊透、焊透、焊塌、焊穿、焊偏图像对比分析 37
5.4 本章小结 39
结 论 40
致 谢 41
参 考 文 献 42
1 引言
1.1 选题意义
铝及铝合金因密度小、比强度高、具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性以及在低温下保持良好力学性能等特点，在航空航天、汽车、交通运输、国防等工业部门得到了广泛的应用。而随着工业生产飞速发展，市场竞争越来越激烈，各生产厂家为增强市场竞争力，越来越强烈地要求提高生产效率和降低生产成本。焊接生产率的提高主要包括以下几个方面问题：①提高焊接速度，主要用于薄板的焊接；②提高熔敷效率，主要用于大厚板件的焊接。双丝高速焊接既提高了焊接的速度，也提高了熔敷效率，能够大大的提高生产效率，降低成本。其中双丝脉冲MIG焊[ ]更具有焊接电流调节范围大，在增加熔敷率，提高焊接速度的同时能保证较低的热输入，电弧稳定，熔滴过渡受控，焊接飞溅少，变形小，缺陷少，焊缝成形好等优点，保证了焊接质量，是目前铝合金焊接中使用很广泛的一种焊接方法。
目前，焊接自动化和机器人化已成为焊接的发展方向，焊接质量控制的研究则是焊接过程自动化和智能化的重要组成部分。焊缝的宽度和深度等信息是影响焊接质量的重要因素，而焊缝的宽度和深度与熔池的宽度和深度密切相关，因此获得清晰的熔池图像是焊接质量的重要环节。而由于铝合金材料自身的焊接特点以及环境条件的干扰，其熔池动态变化过程表现的高度非线性、大时滞、多变量、强耦合等特点，因此一般传感技术难以实现焊接质量的实时传感和控制，故对焊接过程进行熔池的视觉传感，实时地监控其变化过程。采集的数字图像表象直观，信息丰富，且数字化的图像数据，便于实时的传输到计算机高速缓存内，进行实时处理，提取特征信息，及时地调整工艺参数，为基于视觉传感的焊接质量在线传感的智能控制提供了保障，具有重要的意义。
1.2 铝合金的焊接应用现状
铝合金的主要成分为铝，而铝的密度较低，熔点低，热传导性能好，热膨胀系数大，同时其化学活泼性高，极易氧化，且氧化物熔点高，因此在铝合金的焊接过程中存在着一系列的困难，如气孔、热裂纹、合金元素的烧损等等。为了提高铝合金焊接接头的焊接质量，除早期的气焊、电弧焊外，现已广泛采用氩弧焊、等离子弧焊、真空钎焊、电阻焊、扩散焊、电子束焊、激光焊以及摩擦焊等等新焊接方法[ - ]。
1.3 双丝焊接技术的研究现状
1.4 焊接过程中的视觉传感技术的研究现状
1.5 本课题的主要研究内容