[發明專利]一種鈦合金材料激光熔覆控制方法

有效

• 申請號: 202211067623.1
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115125532B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 王濤;王建新;徐靜;田廣奇
• 申請（專利權）人: 山東泰和能源股份有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 濟寧仁禮信知識產權代理事務所(普通合伙) 37383
• 代理人: 周建軍

本發明公開了一種鈦合金材料激光熔覆控制方法，涉及智能控制技術領域。包括：獲取待修復鈦合金圖像中的所有待修復損傷區域和歷史數據；計算所有已修復鈦合金圖像中每個已修復區域與所有待修復損傷區域的匹配程度值，得到與待修復損傷區域匹配度高的已修復區域，進一步計算第一激光功率；計算每個待修復損傷區域以形心為中心點的不同大小的窗口內的邊緣灰度差異值判斷該待修復損傷區域的損傷類型；計算每個待修復損傷區域的激光強度增量對激光器的激光強度進行控制。本發明對待修復的鈦合金的圖像進行區域劃分并計算各區域的鈦合金的損傷類型與損傷程度，對第一功率進行自適應調整，實現對損傷區域的自適應修復，提升了對鈦合金的修復效果。

技術領域

本發明涉及智能控制技術領域，具體涉及一種鈦合金材料激光熔覆控制方法。

背景技術

自80年代以來，耐蝕鈦合金和高強鈦合金得到進一步發展，鈦合金材料具有強度大，重量輕、耐高溫以及焊接性能良好等優點，由于鈦合金具有強度高而密度又小，機械性能好，韌性和抗蝕性能很好，因此鈦合金材料主要用于制作飛機發動機壓氣機部件，其次為火箭、導彈和高速飛機的結構件，而航空航天領域屬于國家重要領域，所以對于航空航天領域應用的金屬材料的質量要求極為嚴格。

但是在實際的生產過程中因為各種意外因素和人為原因導致鈦合金材料出現凹痕、裂紋等質量問題，所以就需要利用激光熔覆技術對鈦合金材料進行熔覆修復。

現有技術中利用激光熔覆修復鈦合金材料的過程中，是通過對機床設定相應的程序讓激光熔覆裝置按照一定的規格參數進行機械化的工作，而在激光熔覆的過程中，由于待修復的部位的損傷的凹凸性不同，使用統一的激光功率，對損傷位置進行機械化熔覆，容易出現激光因為凹凸聚光反光原理導致修復程度不夠或者激光過強對周圍的正常組織造成二次損傷的情況。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種鈦合金材料激光熔覆控制方法，具體包括：

獲取待修復鈦合金圖像和歷史數據，所述歷史數據包括多張已修復鈦合金圖像中的已修復區域對應的鈦合金修復過程中的激光功率；

對待修復鈦合金圖像進行超像素分割得到多個超像素塊，根據每個超像素塊的灰度值均值得到待修復鈦合金圖像中的待修復損傷區域；

根據待修復損傷區域中所有像素點的灰度值和相同灰度值中的每個像素點及其鄰域像素點分別計算每個待修復損傷區域的灰度信息值和待修復損傷區域中每個灰度值的鄰域灰度信息值，以相同的方法獲取所有已修復區域的灰度信息值和所有已修復區域中每個灰度值的鄰域灰度信息值；

利用得到的待修復損傷區域與已修復區域的灰度信息值和待修復損傷區域與已修復區域中每個灰度值的鄰域灰度信息值得到待修復損傷區域與每個已修復區域的匹配程度值；

設置匹配度閾值，將匹配程度值在匹配度閾值范圍內的已修復區域對應的鈦合金修復過程中的激光功率的均值作為待修復損傷區域的初始激光功率；

得到每個待修復損傷區域的初始激光功率，將每個待修復損傷區域的初始激光功率的均值作為待修復鈦合金在修復過程中的第一激光功率；

獲取每個待修復損傷區域的形心，根據每個待修復損傷區域中形心像素點與各像素點的灰度值，計算每個待修復損傷區域以形心為中心點的不同大小的窗口的邊緣灰度差異值；

根據每個待修復損傷區域以形心為中心點的不同大小的窗口內的邊緣灰度差異值繪制每個待修復損傷區域的邊緣灰度差異折線圖，根據每個損傷區域的邊緣灰度差異折線圖中每段折線的斜率判斷該待修復損傷區域的損傷類型；

根據每個待修復損傷區域中以形心為中心的每一層的像素點的灰度值均值以及每個待修復損傷區域的層數計算每個待修復損傷區域的損傷程度；

利用每個待修復損傷區域的損傷程度、損傷類型計算待修復鈦合金圖像中每個待修復損傷區域的激光強度增量；