[发明专利]一种焊接未熔合缺陷在线检测方法

说明书

本发明提出一种焊接未熔合缺陷在线检测方法，该方法所使用的检测装置包括同轴相机、旁轴相机以及计算机，所述同轴相机和旁轴相机均与计算机相连接，所述同轴相机和旁轴相机用于从不同的角度对焊接熔池进行实时拍摄，该方法采用同轴相机与旁轴相机相结合的方式，对焊接过程中的熔池进行实时拍摄，计算机通过图像处理来提取熔池的宽度等信息，对熔池的形状等进行分析，进而判断是否可能存在未熔合缺陷。上述焊接未熔合缺陷在线检测方法可以在焊接过程中实时检测未熔合缺陷的产生，降低了焊后检测所花费的时间成本及人力成本，可以提高生产效率。

技术领域

本发明涉及焊接质量检测技术领域，尤其涉及一种焊接未熔合缺陷在线检测方法，该方法尤其适用于厚板窄间隙焊接未熔合缺陷的在线检测。

背景技术

在焊接生产领域，为了保证生产质量，往往需要对焊接成品进行检测。无损检测即在不损害产品的性能等指标的前提下，对焊接的质量进行检测。传统的无损检测手段，包括超声检测、射线检测等方法都属于离线检测，即需要在待测焊件焊接完成后才能进行检测。这往往需要额外的人力，且花费大量的时间。在线检测是指在焊件的焊接过程中对焊接缺陷进行实时的检测，使用在线检测可以降低焊后检测的时间成本。

在厚板窄间隙焊接中，常常会出现未熔合缺陷。未熔合缺陷是指焊接过程中部分母材没有完全熔化，导致焊缝金属出现不连续的一种缺陷。未熔合缺陷会严重降低焊缝强度，是焊接过程中应该极力避免的缺陷。

现有技术中存在一些焊接质量检测方法，例如专利申请号为201711240303.0、发明创造名称为基于熔池动态特征的端缝焊接未熔合缺欠实时检测方法的专利申请公开了采用视觉传感的手段，对焊接过程中的图像信息进行处理，分析并提取图像信息的特征，并利用这些特征来判断是否存在可能的缺陷。但是该方法适用于薄板，不能检测厚板焊接中的未熔合缺陷

专利申请号为201810751924.3、发明创造名称为基于光谱视觉协同感知的多源质量监测方法的专利申请公开了采用视觉传感与光谱传感协同的手段，采集光谱数据与熔池图像信息并分别进行处理。在电流的基值时刻采集图像信息，在电流的峰值时刻采集光谱信息。利用KNN算法对图像信息进行分类，从而获得焊速信息；利用阈值判断的方法处理光谱信息，从而检测焊接中的铁锈和油污。该方法可以实现在线检测，但不能检测未熔合缺陷。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本申请提出了一种焊接未熔合缺陷在线检测方法，以便可以在焊接过程中实时发现潜在的未熔合缺陷。

为了实现上述目的，本申请提出了一种焊接未熔合缺陷在线检测方法，该方法所使用的检测装置包括同轴相机、旁轴相机以及计算机，所述同轴相机和旁轴相机均与计算机相连接，所述同轴相机和旁轴相机用于从不同的角度对焊接熔池进行实时拍摄，所述方法包括以下步骤：

步骤1、在焊接过程开始之前，通过同轴相机对待焊工件进行拍摄，并将拍摄的图像传输至计算机中，将该图像记作参考图像，用户指定所述参考图像的坡口边界；

步骤2、在焊接过程中，所述同轴相机和旁轴相机从不同的角度对焊接熔池进行实时拍摄，并且二者将实时拍摄所得到的图像传输至计算机中，通过计算机进行图像处理；

所述计算机对同轴相机拍摄到的图像进行的处理，包括以下步骤：

步骤31a、提取熔池边界图像：将同轴相机实时拍摄到的图像转换为灰度图像，对灰度图像进行阈值分割处理，对阈值分割处理后的图像进行边缘检测与提取，从而得到同轴相机实时拍摄到的图像的熔池边界图像；

步骤32a、将步骤1中参考图像的坡口边界与步骤31a中同轴相机实时拍摄到的图像的熔池边界进行对比，当熔池宽度小于坡口宽度时，计算机记录下同轴相机拍摄当前图像所对应的时间以及焊接位置，并发出警报；

步骤33a、重复步骤31a、步骤32a，直至将同轴相机拍摄到的所有图像都经过计算机处理；