焊接熔池检测与控制技术综述：现状与进展

焊接生产过程中的质量控制至关重要，尤其是在熔池形态参数的监测与控制方面。本文主要关注于熔化极气体保护焊(MIG)和惰性气体钨极保护焊(TIG)中的熔池特征参数检测技术，以及钨极氢弧焊(Hydrogen Arc Welding, HAW)的熔池形状与表面变形的数值模拟，以及双丝共熔池气体保护焊和激光等离子弧复合焊(Laser Plasma Arc Welding, LPAW)的流场与热场的数值模拟。 熔池形状的变化直接影响焊缝的形成和焊接质量。MIG焊接过程中，由于短路过渡阶段存在弧光、飞溅和烟尘等干扰，研究人员通过构建视觉检测系统，利用复合滤光器削弱弧光影响，并优化摄像机曝光时间和拍摄角度，以确保获取到清晰的熔池图像，进而准确检测熔池边缘。这有助于焊工根据实时数据调整焊接参数，提高焊接过程的精度和稳定性。 在TIG焊接中，由于熔池参数控制更为精细，通常依赖于精确的数值模拟技术。通过模拟手段，可以预测和优化熔池内部的流动行为，以及表面变形的动态过程，这对于理解和控制焊接过程中的温度分布、压力变化等关键参数具有重要意义。 对于HAW，数值模拟能够深入理解熔池的形状与表面变形，这对于解决高温环境下材料变形和热应力问题至关重要。同时，双丝共熔池气体保护焊和LPAW等新型焊接技术，其复杂多变的流场和热场特性，需要借助高级的数值模拟工具进行细致研究，以提升焊接效率和产品质量。 焊接过程中的熔池形态参数检测与控制是焊接质量保障的关键技术，通过结合数值模拟和视觉图像分析，科研人员不断探索创新，以期实现焊接过程的智能化和精确控制，从而显著提高焊接行业的整体技术水平和产品质量。