[發明專利]一種焊接接頭成形組織特征的測量方法

無效

• 申請號: 200910061699.1
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN101629812A
• 公開（公告）日: 2010-01-20
• 發明（設計）人: 張樸;李旺火;劉文中;孔力
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 李 智

技術領域

本發明涉及激光焊接技術領域，尤其是涉及一種焊接接頭成形組織特征的測量方法，用于評價焊接質量。

背景技術

在激光焊接過程中，激光與材料的相互作用、光致等離子體、小孔以及焊接熔池的行為，決定了最終的焊縫質量，而試圖洞察這些現象或物理過程卻極其困難，因此通過接頭成形來評價焊接質量的好壞成為當前主要手段。焊接接頭成形與接頭性能等具有密切的關系，主要受到材料、焊接過程的傳熱、傳質等多種因素的影響，其主要特征是指焊縫橫截面的形狀特點。目前，焊接接頭圖像的分析試樣一般垂直于焊接方向線切割取樣，經一定的物理化學方法處理后利用光學顯微鏡(LOM)、電子背散射衍射(EBSD)或薄膜試樣透射電鏡(TEM)獲得，同時在圖片上給出長度標尺，研究人員通過人工分析和人工測量的方式得到接頭焊縫成形的定性及粗略的定量特征值。這種人工手動的方法對測量人員的依賴性較大，難以保證測量的精確性，而且只能得到焊接接頭定性或一般定量的組織和形狀特征。

隨著現代航空技術及軍事裝備的發展，接頭成形特性的定量表征及成形特征與接頭力學性能之間的精確定量關系的分析成為激光焊接研究的新趨勢。定量分析的基礎是接頭成形輪廓的精確測量，通過尋找輪廓的特征點確定成形特征。目前，輪廓特征點識別可采用三點曲率法、十一點曲率法、曲率差分法等方法。但是，這些方法都在一定程度上依賴點的曲率，由于接頭成形輪廓的無規則性，使得這些方法不能準確識別輪廓特征點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種焊接接頭成形組織特征的測量方法，提高測量的精確性，有利于焊接質量分析。

一種焊接接頭成形組織特征的測量方法，按照以下步驟進行：

(1)提取接頭輪廓圖像，對其作二值化處理得到二值化輪廓圖像；

(2)采用深度優先搜索法消除二值化輪廓圖像的橫向和縱向毛刺，搜索過程中記錄輪廓點坐標，再將消除毛刺后的二值化輪廓圖像離散化得到第一點集W；

(3)尋取輪廓分段點：

(3.1)令k＝1，n＝n₀，flag＝0，3≤n₀≤5；

(3.2)構造第二點集n為第二點集U中點個數，k為第二點集中第一個輪廓點在第一點集W中的位置序號，i＝k…k+n，x_i、y_i分別表示第一點集W中第i個輪廓點的橫坐標與縱坐標；

(3.3)判斷第一點集W中第k+n+1輪廓點(x_k+n+1，y_k+n+1)是否是第一點集W的末點，若是，進入步驟(4)；若不是，將第二點集冗余擬合為第一曲線y＝a₁₀x²+b₁₀x+c₁₀和第二曲線x＝a₂₀y²+b₂₀y+c₂₀；

(3.4)若flag＝0，以第一曲線y＝a₁₀x²+b₁₀x+c₁₀為基準尋找輪廓分段點，否則以第二曲線x＝a₂₀y²+b₂₀y+c₂₀為基準尋找輪廓分段點：

以第一曲線y＝a₁₀x²+b₁₀x+c₁₀為基準尋找輪廓分段點與以第二曲線x＝a₂₀y²+b₂₀y+c₂₀為基準尋找輪廓分段點方法相同，以第一曲線y＝a₁₀x²+b₁₀x+c₁₀為基準尋找輪廓分段點按照如下方法進行：

(3.4.1)分別計算第一點集W中輪廓點(x_k+n+1，y_k+n+1)和輪廓點(x_k+n+2，y_k+n+2)到第一曲線y＝a₁₀x²+b₁₀x+c₁₀的偏差距離d₁₀，d₂₀；