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一种冷丝填充速度的GABP优化算法

焊接学报 2012年第12期33卷 77-80,117页

作者：张鹏贤李浩张杰兰州理工大学有色金属合金教育部重点实验室兰州730050 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050

冷丝填充埋弧焊过程中,冷丝填充量是决定焊缝组织和性能的主要参数.通过大量的工艺试验研究了冷丝填充量对微观组织和力学性能的影响,利用焊接电弧热平衡规律建立了冷丝填充过程热量动态分配平衡方程,推导出了计算冷丝填充速度的关系式... 详细信息

冷丝填充埋弧焊过程中,冷丝填充量是决定焊缝组织和性能的主要参数.通过大量的工艺试验研究了冷丝填充量对微观组织和力学性能的影响,利用焊接电弧热平衡规律建立了冷丝填充过程热量动态分配平衡方程,推导出了计算冷丝填充速度的关系式.采用人工神经网络实现了焊接电流、电弧电压、焊接速度与冷丝填充速度的非线性映射关系.结果表明,基于遗传算法的BP神经网络(BP neural network based on genet-ic algorithm,GABP)优化算法实现了冷丝填充埋弧焊过程的自适应控制,实际焊接冷丝填充速度与期望值之间的线性相关度达到0.991 88,表明该算法可以满足冷丝填充埋弧焊工艺及性能要求.

关键词：冷丝填充埋弧焊热量动态分配遗传算法 BP神经网络

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镍喷涂层下钛/钢电阻钎焊的接头形成机制

焊接学报 2017年第3期38卷 62-66页

作者：张鹏贤于海宇汪舸兰州理工大学有色金属先进加工与再利用省部共建国家重点实验室兰州730050

针对钛合金与不锈钢焊接时,接头中因大量Fe-Ti等金属间化合物生成而开裂的问题,尝试了一种涂层为匹配面的钛合金与不锈钢搭接电阻钎焊工艺.通过对不同厚度热喷涂层下钎焊接头力学性能的测定,以及接头区组织成分探查,研究了涂层参与反应... 详细信息

针对钛合金与不锈钢焊接时,接头中因大量Fe-Ti等金属间化合物生成而开裂的问题,尝试了一种涂层为匹配面的钛合金与不锈钢搭接电阻钎焊工艺.通过对不同厚度热喷涂层下钎焊接头力学性能的测定,以及接头区组织成分探查,研究了涂层参与反应的钎焊接头形成机制.结果表明,当合理厚度涂层介入时,其一定透过性的组织结构,降低了母材中Fe,Cr,Ti等原子在接头区的扩散浓度,涂层中Ni与Fe,Cr,Ti等原子发生扩散反应,使FeTi,Cr-Ti等脆性金属间化合物数量明显下降,从而使接头力学性能得到显著提高.在涂层与钎料共同作用下,形成的多反应区显微组织实现了钛/钢间组织和性能上的过渡,这是其接头力学性能得到改善的主要原因.

关键词：钛/钢焊接热喷涂层力学性能接头机理

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一种基于立体视觉的焊缝成形质量评价方法

上海交通大学学报 2015年第1期49卷 44-48,55页

作者：张鹏贤李明冯毅兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050 兰州工业学院材料工程系兰州730050

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... 详细信息

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.

关键词：焊缝成形双目立体视觉成形参数评价指标

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管道焊口间隙量与错边量的激光视觉检测

焊接学报 2018年第11期39卷 103-107页

作者：张鹏贤韦志成刘志辉兰州理工大学有色金属先进加工与再利用省部共建国家重点实验室兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室兰州730050

提出了一种长输管线焊口组对间隙量、错边量的激光视觉检测方法.首先,搭建了一套可实现圆周焊口轮廓激光视觉自动检测的计算机系统.通过对采集的激光视觉图像分析,发现了管道焊口间隙量、错边量与激光条纹断点、拐点等图像特征间的相关... 详细信息

提出了一种长输管线焊口组对间隙量、错边量的激光视觉检测方法.首先,搭建了一套可实现圆周焊口轮廓激光视觉自动检测的计算机系统.通过对采集的激光视觉图像分析,发现了管道焊口间隙量、错边量与激光条纹断点、拐点等图像特征间的相关关系.其次,将提取的条纹图像通过骨骼化的形态学处理,得到了单一像素宽度的细化条纹.采用亚像素轮廓坐标检测算法,获得了条纹上离散点的像素坐标.最后,基于获取的条纹拐点、断点像素坐标和几何对应关系,建立了间隙量与错边量的求取算法.实际验证结果表明,基于激光条纹特征点像素坐标获取间隙量与错边量的激光视觉检测方法是可行的.测量结果可满足焊口组对质量评判的需求.

关键词：组对焊口间隙量与错边量激光视觉条纹图像特征

镀Ni层对钛/钢钎焊接头原子扩散行为的影响机制

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稀有金属材料与工程 2016年第2期45卷 449-453页

作者：张鹏贤马驰原于海宇兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室甘肃兰州730050

针对钛/钢钎焊接头金属间化合物引起的焊缝组织性能恶化问题,通过对比试验,研究了母材匹配面镀Ni层对接头原子扩散行为、微观组织和力学性能的影响机制。结果表明:Ni层对Fe、Ti等元素扩散的阻碍作用程度上存在差异,这种差异性与Ni层在... 详细信息

针对钛/钢钎焊接头金属间化合物引起的焊缝组织性能恶化问题,通过对比试验,研究了母材匹配面镀Ni层对接头原子扩散行为、微观组织和力学性能的影响机制。结果表明:Ni层对Fe、Ti等元素扩散的阻碍作用程度上存在差异,这种差异性与Ni层在接头区域中的介入位置相关。Ni层阻碍作用改变了Fe、Ti等元素在接头各区域的原子浓度分布,减缓了原子之间的冶金反应程度,降低了脆性金属间化合物的生成量。Ni层的介入可使接头微观组织和力学性能得到有效改善。

关键词：镀Ni层原子扩散剪切强度金属间化合物

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基于激光扫描的焊缝成形尺寸测量

上海交通大学学报 2014年第5期48卷 636-640页

作者：张鹏贤李明代敦三兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室兰州730050

提出了一种基于激光扫描获取焊缝成形尺寸的视觉测量方法.搭建了一套焊缝表面成形视觉成像系统并进行系统标定;实时采集投射激光条纹的焊缝视觉图像,采用中值滤波、二值化分割、骨络化和形态学图像处理方法实现了图像中线激光条纹的提... 详细信息

提出了一种基于激光扫描获取焊缝成形尺寸的视觉测量方法.搭建了一套焊缝表面成形视觉成像系统并进行系统标定;实时采集投射激光条纹的焊缝视觉图像,采用中值滤波、二值化分割、骨络化和形态学图像处理方法实现了图像中线激光条纹的提取和细化;以细化的条纹图像为信息源来表征焊缝成形轮廓,并建立了焊缝宽度和焊缝长度的检测算法.实测结果表明,所提出的激光条纹辅助视觉测量方法能够实现焊缝成形尺寸的非接触自动测量,测定的焊缝宽度及焊缝长度可以满足焊缝成形表征的需求.

关键词：线激光条纹视觉图像焊缝尺寸视觉测量

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坡口及焊缝表面三维轮廓的激光视觉测量

焊接学报 2017年第12期38卷 85-89页

作者：张鹏贤张国强韦志成王文艳兰州理工大学有色金属先进加工与再利用省部共建国家重点试验室兰州730050 兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点试验室兰州730050 东北林业大学理学院数学系哈尔滨150040

提出了一种坡口及焊缝表面三维轮廓激光视觉测量方法.投射在坡口及焊缝轮廓表面的激光条纹,其视觉图像可作为表征轮廓特征的信息源,系统采集连续扫描的激光条纹视觉图像,得到条纹上各离散点的三维坐标.同时采用一种搜索拟合插值算法,获... 详细信息

提出了一种坡口及焊缝表面三维轮廓激光视觉测量方法.投射在坡口及焊缝轮廓表面的激光条纹,其视觉图像可作为表征轮廓特征的信息源,系统采集连续扫描的激光条纹视觉图像,得到条纹上各离散点的三维坐标.同时采用一种搜索拟合插值算法,获取条纹间各离散点的三维坐标,在系统的三维坐标系中,采用离散点直连成网格的曲面重构方法,实现了一段坡口及焊缝表面三维轮廓的实时测量.结果表明,在重构的三维表面轮廓任意截面上,获取的坡口宽度和深度值与游标卡尺实际测量值吻合度可达97.85%以上,这种激光视觉测量方法是可行的.

关键词：视觉测量激光条纹坐标化三维轮廓

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基于双目立体视觉埋弧焊焊缝成形的表征

焊接学报 2012年第2期33卷 93-96,117页

作者：张鹏贤卢忠建曹成虎张成娇卢忠建兰州理工大学有色金属合金教育部重点实验室兰州730050 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050

提出了一种基于双目立体视觉实现焊缝成形评判的新方法.首先,采用搭建的双目立体视觉系统获取了焊缝表面成形的图像信息,并对获得的图像进行了灰度均衡、高斯滤波等预处理.其次,采用动态阈值分割算法,以及膨胀、腐蚀等形态学处理方法精... 详细信息

提出了一种基于双目立体视觉实现焊缝成形评判的新方法.首先,采用搭建的双目立体视觉系统获取了焊缝表面成形的图像信息,并对获得的图像进行了灰度均衡、高斯滤波等预处理.其次,采用动态阈值分割算法,以及膨胀、腐蚀等形态学处理方法精确提取了焊缝成形边缘轮廓,探索了焊缝的长度、宽度、高度等立体成形参数的图像信息表征方法.结果表明,获取的焊缝宽度标准方差sW、余高标准方差sH、过渡角αL及αR等参数可作为焊缝成形评判的量化指标.

关键词：埋弧焊焊缝焊缝成形动态阈值分割双目立体视觉

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电阻点焊接头外观缺陷的诊断模型

焊接学报 2011年第4期32卷 5-8,113页

作者：张鹏贤张志芬陈剑虹王晓娥兰州理工大学有色金属合金教育部重点实验室兰州730050 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050

电阻点焊过程中的喷溅、电极头粘损等现象,是导致其接头外观质量不合格的主要因素.以获取的点焊接头表面数字图像为信息源,通过对发生喷溅和粘损情况下的图像分析,提取了焊点图像的周长L,面积S0,伸长率A和致密度C等作为反映图像特征的参... 详细信息

电阻点焊过程中的喷溅、电极头粘损等现象,是导致其接头外观质量不合格的主要因素.以获取的点焊接头表面数字图像为信息源,通过对发生喷溅和粘损情况下的图像分析,提取了焊点图像的周长L,面积S0,伸长率A和致密度C等作为反映图像特征的参量.研究了这4个参量随焊接工艺参数变化的规律,选取了L,S0及A作为判识其外观缺陷的特征参量,建立了基于支持向量机(SVM,support vector machine)的外观缺陷评判模型.结果表明,该评判模型可实现对发生了外喷溅、粘损的接头外观缺陷的判识,其准确率可达96.67%.

关键词：电阻点焊图像信息特征参量模式识别