导　　师： 高向东

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 由于焊接过程复杂,易受到各种焊接干扰的影响,而形成裂纹、凹坑、气孔、夹渣、焊缝未熔合和未焊透等不同类型的缺陷,对焊接产品质量的危害性极大。部分无损检测方法虽然在不损害被测焊件的前提下,能够借助于光、电、声、热和磁等物理特性来解释和判断被测焊件存在的缺陷,实现焊接缺陷的无破坏检测,但是也会具有一定的局限性。如目视检测对人员的专业要求较高;射线检测的设备会产生能量辐射,对人体健康危害性较大;超声检测前需涂抹耦合剂,增加检测步骤使检测不便;渗透和磁粉检测前需要对被测工件表面做前处理操作,如工件表面粗糙度;涡流检测存在的趋肤效应明显,实际的检测能力受到限制。本课题所研究的方法是依据磁场变化规律来实现焊接缺陷检测的一种新方法,结合法拉第磁光效应规律,解释缺陷处产生的磁场畸变和场能堆积,实现缺陷的判断和分析。首先利用不同的焊接方法和焊接工艺参数试制出不同种类的焊接缺陷作为试验样本,同时依据电磁场知识试制不同类型的磁场发生器,如直流恒定磁场和交流变化磁场的发生器。再通过磁场发生装置实现被检测件的励磁,利用磁光成像传感器获取包含缺陷信息的磁光图像,依据磁光图像的数据和电磁场理论研究磁光成像的规律,并对比直流恒定磁场和交流变化磁场下的焊接缺陷磁光成像漏磁特征的不同。其次,利用Maxwell电磁场仿真软件模拟交流变化磁场下的焊接缺陷漏磁特征检测,探究包括漏磁场信号与缺陷的长度、深度、宽度和提离度的关系规律。设计同等的试验来解释和验证该仿真模型,结果得出仿真和试验方法规律相一致。交流变化磁场作用下会有涡流效应存在而影响焊接缺陷磁光成像的检测能力,建立漏磁场仿真模型,研究焊接缺陷处的磁分布规律,探究检测过程存在的趋肤效应和漏磁场检测/磁光成像检测的实际的探测能力。再者,通过对交流变化磁场下焊接缺陷磁光成像的仿真和试验进行分析,分析其漏磁场规律和成像规律,获取不同类型的焊接缺陷磁光图像,依据图像增强与重构实现焊接缺陷的表面轮廓重构。同时通过仿真方法获取缺陷处的漏磁场信号分量,训练广义回归神经网络,确定漏磁场信号与缺陷参数间的映射关系模型,得到两种漏磁场信号B_z、B_y均能够通过神经网络实现焊接缺陷二维轮廓重构的结论,为实际的焊接缺陷磁光成像二维轮廓重构提供理论方法和依据。最后,通过试验方式获取缺陷处的磁光图像,以图像的灰度信息表征漏磁场分量B_z信号,输入到神经网络模型中实现焊接缺陷二维轮廓的重构。更多还原

关 键 词： 焊接缺陷 磁光成像 [1160070]有限元仿真 [3176588]趋肤效应 重构

分 类 号： [TP391.41;TG441.7]

领　　域： [] []