一种基于立体视觉的焊缝成形质量评价方法

摘要： 提出了一种基于立体视觉检测而实现焊缝成形质量评价的新方法.从采集的焊缝原始图像中分割出表征成形特征的焊缝图像，在确定相似性测度函数、匹配窗口大小和相似性阈值的基础上，建立了基于图像灰度的焊缝区域匹配算法；由视差图建立了焊缝轮廓的三维坐标，完成了焊宽、余高的提取和焊缝的三维重构；依据焊缝外观尺寸的检验标准(GB10854-89)建立了焊宽最大差、余高最大差、填充度和直线度等焊缝成形质量参数的评价指标.实际验证结果表明，所建立的焊缝视觉评价方法和指标可以快捷有效地评判焊缝成形的质量.     

基于分形理论的焊缝信息提取

在基于机器视觉信息的焊缝跟踪系统中，受焊接条件的影响，所拍图像经常存在许多干扰信号，严重地影响了准确焊缝边缘位置信息的获得．针对这一问题，文中利用基于分形理论的边缘提取算法对有干扰图像中的焊缝边缘位置进行了提取．该算法利用各向同性的分数布朗随机场模型对焊缝图像进行分析，通过适当选取无标度区域求出了像素点及其邻域的分数维，并据此来区分焊缝边缘区域．文中还用该算法对自然光及弧光(混合气体保护焊)干扰条件下的焊缝图像进行了处理，结果表明，在较强的干扰条件下，此算法也能够将焊缝边缘位置信息准确提取出来，使焊缝中心位置误差不超过0．3mm．     

用 N_2 背面保护焊接奥氏体钢管

研究了采用ＴＩＧ焊技术焊接１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ钢管子时，以Ｎ２代替Ａｒ背面保护焊缝的组织和性能，分析了根部焊缝表层中的Ｎ和Ｏ元素的分布，测量了焊缝中的δ－铁素体、Ｎ和Ｏ的含量．研究结果表明：Ｎ２可以代替Ａｒ背面保护１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ钢焊缝，焊缝表层的Ｎ，Ｏ的分布和焊缝中的δ－铁素体、Ｎ和Ｏ的含量无明显变化，焊接接头性能良好．     

焊缝熔透检测及控制的国内外发展概况

介绍了国内外关于焊缝熔透自动控制的发展概况，对各类焊缝熔透控制方法进行了分析，为了解焊缝熔透自动控制提供了一定的参考价值．     

光束焦点位置对双相不锈钢光纤激光#br# 焊接焊缝成形和组织的影响

通过焊接热模拟方法和现代材料组织分析技术，研究了光束焦点位置对于双相不锈钢2205光纤激光焊接焊缝成形和组织的影响.结果表明，激光焦点位置影响了接头温度场分布，随着激光焦点下移进入工件内，焊缝上部逐渐收窄变短，焊缝内气孔数量显著下降，热影响区尺寸无显著改变.此外，光束焦点位置对双相不锈钢焊缝组织具有影响.正离焦时，焊缝中部的奥氏体含量最高；当离焦量为0 mm时，焊缝金属上部、中部和下部的奥氏体分布最为均匀.     

喷焊层对焊缝组织性能的影响规律

为解决油田管线焊接接头防护问题，利用金相显微镜对焊缝组织形貌进行了观察。得到了镍基喷焊层元素熔入量对奥氏体焊缝显微组织及裂纹敏感性的影响规律。结果表明，镍基合金喷焊层的合金元素对奥氏体焊缝显微组织有明显影响，随着喷焊层元素熔入量的增加，焊缝柱状晶变得粗大，且方向性变得更明显。在一定范围内，增加喷焊层元素熔入量，焊缝的热裂纹敏感性将增大，但当熔入量再继续增加时，由于过量的喷焊层形成的大量低熔共晶物对焊缝冷却过程中的微裂纹起到了“愈合作用”，使焊缝裂纹敏感性有所降低。同时，熔入过量喷焊层元素使得焊缝的薄弱位置发生了变化，热裂纹产生的位置由等轴晶区转移到柱状晶区。为了降低焊缝的热裂纹敏感性，应该在保证喷焊层耐蚀性的前提下，尽量降低喷焊层的厚度。     

钼熔化极氩弧焊工艺及合金元素对钼焊缝组织和性能影响的研究

本文介绍在大气下进行钼熔化极氩弧焊的工艺及合金元素对钼焊缝组织和性能影响的实验工 作，试验表明，只要焊炬结构设计合理，采用焊缝高温区及焊缝背面氩气保护，选用适当的焊接 规范，在大气下进行熔化极氩弧焊焊钼，能够获得成型美观、表面银白光亮的焊缝。这为在工程 现场焊接较厚的钼板和钼管提供了一种简单可行的方法。 进行钼熔化极氩弧焊时，如在焊缝中加入适量的硼和碳，对细化焊缝晶粒和提高焊缝的塑性 均有一定的好处。     

基于相关分析的对接接头缺口应力集中系数不确定性研究

针对对接接头焊缝形状变化引起的缺口应力集中系数不确定性问题，基于参数化有限元分析和相关性分析进行研究。焊缝几何形状的不确定性由引入控制点的几何变化进行模拟，并基于仿真实验生成的大量测试数据样本计算控制点间的相关性，通过蒙特卡洛模拟获得大量随机焊缝数据。在缺口应力法基础上，使用ANSYS进行参数化建模，建立引入焊缝形状不确定性的对接接头有限元模型，对对接接头焊趾处的缺口应力集中系数进行研究，得到不同缺陷等级下的分布规律，总结了焊缝形状不确定性对缺口应力集中系数的影响。在此基础上，基于得到的大量实验数据建立焊缝几何参数的一阶响应面模型。结果表明：缺口应力集中系数与焊趾倾角及焊缝高度呈正相关，与焊缝宽度呈负相关，其中，焊趾倾角的影响最大，焊缝高度的影响最小。     

多向角焊缝连接矩形钢管的抗弯特性研究

多向角焊缝是角焊缝的重要组成部分，目前对角焊缝研究主要集中于单向角焊缝，较少涉及到均由斜向角焊缝组成的多向角焊缝，因此，本文以福州地铁6号线营前站幕墙龙骨节点为工程背景，设计制作3根多向角焊缝试件，采用有限元软件建立试件同类型模型，再考虑焊缝长度及段数等因素，基于CSA S16-14规范提出的多向角焊缝强度折减系数，推导出正应力和剪应力组合作用下组合应力理论计算公式。结果表明：合理加长中连接板和焊缝长度会降低延性，但对于提高承载力效果显著，约为0.8～2.5倍；合理的焊缝倾斜角度和焊脚尺寸等参数对此类结构跨中截面承载力有影响，相比而言后者的影响更显著；多向角焊缝与单向角焊缝形态和受力上存在差异。本文研究结果表明对多向角焊缝的研究具有重要意义，多向角焊缝的研究能为工程节点设计及安全性分析提供理论基础和指导。     

管线钢焊缝的应力腐蚀破裂研究

观察国产ＷＸ５２及日本产Ｔ／Ｓ５２Ｋ管线钢在硝盐介质中应力腐蚀开裂（ＳＣＣ）现象，比较了母材与焊缝应力腐蚀敏感性差别，探讨了腐蚀介质温度的影响．试验表明：两种管线钢焊缝在未进行改善处理的情况下，焊缝比母材临界应力腐蚀开裂应力σｃｒ将近降了一半；温度越高，应力腐蚀敏感电位区间越宽．为了提高焊缝抗应力腐蚀能力，在ＷＸ５２管线钢埋弧焊焊缝中渗入微量Ｔｉ、Ｂ、稀土Ｙ等合金元素．结果表明：加入这些合金元素都能使得焊缝组织得到改善，减少晶界先共析铁素体，使应力腐蚀通道受到阻碍和限制，影响电化学效应，提高ＷＸ５２管线钢焊缝在硝盐介质中的应力腐蚀抗力     

浅议国内钢结构设计规范与欧美设计规范的几点差别

关于钢结构焊缝连接的计算和构造，各国钢结构设计规范中都有明确的规定并且存在一定的差别。本文以我国新修订的钢结构设计规范GB50017—2003为基础，结合美国钢结构设计规范LRFD-2001，欧洲钢结构设计规范EC3和ISO规范，对各本规范中关于角焊缝的绕角焊问题，端面接触承压时的焊缝计算问题、角焊缝焊脚尺寸的限值问题以及角焊缝的计算进行了对比分析，得出了其中的差别，有关分析结论可供工程技术人员参考。     

药芯焊丝焊缝金属冷裂敏感性研究

用Ｇ－ＢＯＰ实验对药芯焊丝焊缝金属抗冷裂纹能力进行了研究，探讨了其机理，并提出了新的设想。对三种类型—碱性、酸性和金属型共２７种药芯焊丝焊缝金属的硬度、预热温度、扩散氢量、线能量、化学成份和微观结构等进行了测定，用回归分析法得到了焊缝金属裂纹率和诸因素之间的函数关系式。得出随药芯焊丝强度等级增加，硬度和碳当量增加，当碳当量Ｅ＿ｗ＞０．４时，焊缝金属裂纹率可达１００％；碱性药芯焊丝焊缝对裂纹敏感性要比酸性和金属型低；降低焊缝中的氢含量，可有效地降低裂纹敏感性．     

风电塔筒焊接工艺的改进措施

针对风电塔筒法兰与筒体连接的环角焊缝手工CO2气体保护焊焊缝质量欠佳，生产效率较低的问题，经过多次试验，采用“船形焊”工装，选择了最佳工艺参数，并利用CO2气体保护自动焊工艺，获得了高质量的焊缝。     

摩擦焊接头组织与力学性能

研究了变形速率对低合金结构钢摩擦焊接头组织与力学性能的影响，结果表明，增大变形速率和延长减速改善了接头区域的硬度分布，焊缝区宽度变窄，热影响软化区不明显，焊缝晶粒细化，使焊缝的韧性得到一定程度的改善，本文对接头各个区域的显微组织进行了分析。     

直角角焊缝强度计算的探讨

针对钢结构设计规范（ＧＢＪ１７－８８）中关于“正面直角角焊缝强度计算”的规定，分析了它的来源及其存在的问题。通过焊缝应力分析，找到了正面直角角焊缝的破坏截面和强度提高系数，并提出了修改建议。     

活性剂对铝合金电子束焊的影响

为了研究铝合金焊缝熔深增加机理，利用电子束散焦焊的焊接方法对铝合金LF21进行了焊接．以SiO2和V2O5作为表面活性剂，研究了活性剂对铝合金LF21电子束焊接的影响．研究结果表明，SiO2、V2O5对焊缝成形的影响是不同的，其中在SiO2作用下焊缝表面成形美观；在V2O5作用下焊缝成形变差．在SiO2、V2O5作用时，与A-TIG焊焊缝的熔深明显增加、熔宽稍有减小的情况相比，SiO2和V2O5对电子柬焊的焊缝熔深与熔宽的影响不大，表明了表面张力梯度改变理论对铝合金活性焊的作用不明显．     

基于改进YOLOv5模型的船舶焊缝缺陷检测方法

当前船舶焊缝缺陷检测主要是通过人工目视的手段检查焊缝的射线探伤图像进行的，存在耗时长、工作量大、效率低的问题，为此提出了一种基于改进YOLOv5模型的船舶焊缝缺陷检测方法.首先对1 152张船舶焊缝射线图像进行标注，建立船舶焊缝射线图像数据集；然后根据船舶焊缝缺陷几何尺寸小、特征不明显的特点，对YOLOv5模型进行改进.通过对图像进行正弦灰度变换，提高缺陷处的对比度.加入卷积注意力模块(CBAM),增大感兴趣区域的权重.增加检测尺度，提高对微小目标的检测精度.计算对比检测结果表明，使用改进的YOLOv5模型对船舶焊缝缺陷进行识别，使精确度从95.3%提高到98.4%,召回率从77.5%提高到77.9%,交并比为0.5时的平均精确度从81.5%提高到84.2%,证明该方法可以有效地改进船舶焊缝缺陷检测的效果.     

自寻迹焊缝跟踪算法及轨迹仿真

基于现有的焊缝自动跟踪系统不能自动寻找焊缝位置，提出了一种两轮单独驱动的自动跟踪小车寻找焊缝位置的跟踪算法．通过严格的理论分析，推导出了含有3段Fresnel函数的跟踪轨迹方程．采用Matlab的Maple核进行仿真，结果表明本算法是正确有效的．     

起重机主梁的疲劳计算

冶金起重机主梁的疲劳破坏通常发生在上盖板主焊缝和下盖板对接焊缝处。本文分析了主焊缝的应力状态和引起疲劳破坏的主要因素，介绍了疲劳强度校核和步骤。以金属结构工作级别作为桥梁，导出了疲营寿命估算的简捷方法，提出了提高主梁疲劳强度的措施。     

石油化工钛复合板设备的焊缝结构设计

介绍了石油化工钛复合板设备的焊缝结构设计，提出了在焊接过程中的技术要点及焊缝质量评定。