[发明专利]一种基于同轴监测的真空激光焊接焊缝缺陷识别方法

权利要求书

1.一种基于同轴监测的真空激光焊接焊缝缺陷识别方法，其特征在于基于同轴监测的真空激光焊接焊缝缺陷识别方法如下：将两个待焊接母材放置在真空仓内，接头形式为对接，启动激光头进行焊接，焊接过程中熔池的动态图像沿着光线传输到相机的镜头中，相机的数据输出端与计算机的输入端连接；所述的熔池的动态图像传输的光线与激光同轴；计算机通过图像采集模块、低通高斯滤波模块和轮廓提取模块将相机拍摄到的熔池图像提取特征信息数值，得到用于缺陷识别的特征信息为熔池宽度、熔池面积、匙孔宽度和匙孔面积，通过前向神经网络对动态焊接过程的缺陷准确识别；

通过前向神经网络的判断焊接过程缺陷的方法如下：设置输出节点，根据四种对应的焊接状态，选择使用一个四维向量的形式进行表述，首选确定四种典型焊接状态：稳定、下榻、焊偏和过程不稳定的理想输出量，经过正向的信息传递后，利用梯度下降法求权值变化以及误差的反向传播，且基于Labview软件进行系统的编程，通过Labview自带的数据库中直接调用BP算法函数，将以上四种特征值结合权重和阈值进行BP算法运算后输出实际输出值，并与理想输出值比对；经过BP算法后输出实际输出值，判断准则即将向量中分量最大的那个视为最贴近对应焊接状态的值，焊接状态即该输出量对应的焊接状态；通过选取合适的样本数据实现监测系统的在线识别功能；

通过前向神经网络学习模式的方法如下：采集焊接过程中的焊接状态数据；使用最速下降法，通过反向传播来不断调整网络的权值和阈值，使网络的误差平方和最小，达到最小后的权值和阈值就可以反过来根据实时采集的数据进行精确判断焊接缺陷。

2.根据权利要求1所述的一种基于同轴监测的真空激光焊接焊缝缺陷识别方法，其特征在于所述的两个待焊接母材均为A5083铝合金。

3.根据权利要求1所述的一种基于同轴监测的真空激光焊接焊缝缺陷识别方法，其特征在于所述的将两个待焊接母材放置在真空仓内，接头形式为对接，为I形坡口。

4.根据权利要求1所述的一种基于同轴监测的真空激光焊接焊缝缺陷识别方法，其特征在于所述的相机为CMOS相机。

5.根据权利要求1所述的一种基于同轴监测的真空激光焊接焊缝缺陷识别方法，其特征在于所述的两个待焊接母材的尺寸均为6mm×100mm×200mm。

6.根据权利要求5所述的一种基于同轴监测的真空激光焊接焊缝缺陷识别方法，其特征在于所述的两个待焊接母材在焊接前进行预处理，具体方式为去油污和除氧化膜，并且在预处理后的24小时内进行焊接。

7.根据权利要求6所述的一种基于同轴监测的真空激光焊接焊缝缺陷识别方法，其特征在于所述的去油污和除氧化膜的具体方法为：首先将铝合金板材放入温度为40℃～60℃，质量分数为8％～10％的氢氧化钠水溶液中腐蚀，保持5min～10min后取出，随后将板材置于冷水中冲洗2min～3min，然后再将板材置于质量分数为30％的硝酸水溶液中进行光化处理以中和余碱，最后再用流水冲洗2min～3min，冲洗后将其保存在100℃的烘烤箱内烘干，随用随取，在焊接前10min中从烘干炉中取出板材，再用丙酮拭擦待焊部位。

8.根据权利要求1所述的一种基于同轴监测的真空激光焊接焊缝缺陷识别方法，其特征在于焊接的工艺参数为：激光功率3kW，焊接速度1m/min。

9.根据权利要求4所述的一种基于同轴监测的真空激光焊接焊缝缺陷识别方法，其特征在于所述的CMOS相机为加拿大XIRIS公司生产的XVC-1000型号的CMOS相机。

10.根据权利要求1所述的一种基于同轴监测的真空激光焊接焊缝缺陷识别方法，其特征在于焊接的离焦量为-2m。