铝合金方波交流TIG焊熔池可视化处理与自动控制策略

铝合金方波交流TIG焊作为一种先进的焊接技术，因其在铝合金结构中的广泛应用而备受关注。这种焊接工艺以其独特的波形特性，能够在保持高质量焊接的同时提高生产效率。为了实现焊接过程中的精确控制和自动化，本文主要探讨了针对铝合金方波交流TIG焊熔池的图像处理方法。 作者闫志鸿和胡婷，以及宋永伦等人合作，基于北京工业大学机电学院和上海发电设备成套设计研究院的研究背景，开发了一套专用于监测和控制熔池成形的视觉传感系统。这个系统由四个关键组件组成：外触发装置，用于触发焊接过程的同步；CMOS图像传感器，用于实时捕捉焊接过程中熔池的动态图像；焊接电流传感器，用来监测焊接电流的变化，以便调整焊接参数；以及滤光装置，确保图像质量不受环境光干扰。 文章的核心内容是开发了一套完整的图像处理算法，主要包括以下几个步骤： 1. **灰度拉伸**：将彩色或灰度图像转换为对比度更强的图像，便于后续处理。 2. **高斯平滑**：应用高斯滤波器降低图像噪声，提高边缘检测的准确性。 3. **边缘检测**：利用边缘检测算法（如Canny算子）识别图像中的熔池边界，这是识别熔池形态的关键。 4. **边缘曲线拟合**：对检测到的边缘进行数学建模，通过拟合获得熔池的精确轮廓，有助于评估焊接质量。 论文的目的是通过对熔池图像的实时分析，实现对焊接过程的自动化控制，例如监测焊缝形状、熔深和熔宽等参数，从而优化焊接参数设置，减少人为误差，提高焊接一致性。此外，这项研究对于推动焊接自动化技术的发展，尤其是在铝合金这类高性能材料的焊接中，具有重要的理论和实践价值。 关键词集中在焊接工艺与设备、铝合金焊接、方波交流TIG（Tungsten Inert Gas）焊接、熔池和图像处理等领域，反映出研究的深度和针对性。该研究不仅提升了焊接过程的智能化水平，还为同类技术提供了新的思路和方法，为铝合金结构的高效、精准焊接提供了强有力的技术支持。