10、铝合金焊接过程监测与熔透状态识别技术

铝合金焊接过程监测与熔透状态识别技术

1. 焊接需求与技术方案概述

焊接自动化与智能化需求日益增长，这对保证焊接质量和效率意义重大。设计焊接动态过程实时监测系统，实现焊接质量控制系统的智能化和自动化，成为焊接研究人员关注的焦点。同时，焊接过程会产生大量数据，如电压、电流、声音和熔池图像等，有效存储这些数据有助于充分挖掘和利用数据信息，对焊接生产起到一定的指导作用。

铝合金具有良好的耐腐蚀性、导电性和导热性，机械性能强且可焊性好，广泛应用于航空航天和军事领域的低密度、高强度结构部件。气体钨极弧焊（GTAW）是一种非熔化极电弧焊，通过电极与工件之间的电弧产生热量，利用惰性气体形成保护层隔离空气，具有焊接质量好、适应性强、焊接范围广等优点，在精密焊接领域应用广泛。

为此，提出了一套技术方案，将焊接过程中收集的各种数据上传到云端，实现对焊接过程的实时监测，并通过浏览器进行远程实时监测。云服务器可以对实时数据进行简单的特征提取，以控制焊接过程。结合收集的声音信号，利用深度学习算法建立焊接熔透状态分类模型，进一步挖掘数据价值。

2. 焊接在线监测平台架构

2.1 焊接监测信息格式化

焊接过程涉及多种数据，包括电流和电压代表的时间序列数据流、熔池图像代表的图像流以及机器人姿态代表的文本流。为了将这些数据统一格式并存储在数据库中，采取了以下操作：
- 时间序列数据处理 ：将相邻时间间隔的10个电流和电压数据分为一组，使用分隔符将它们拼接成字符串，使时间序列数据变为文本流数据。
- 熔池图像数据处理 ：将图片转换为Base64编码并压缩