Research on Measurement Method of Weld Cross Section Geometric Dimensions of Laser-Arc Hybrid Welding

HONG Yanwu; ZHONG Miaojin

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2023.12.13

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Research on Measurement Method of Weld Cross Section Geometric Dimensions of Laser-Arc Hybrid Welding
Vol. 53, Issue 12, Pages: 81-85(2023)
Received：15 November 2022，

Revised：2023-05-06，

Published：25 December 2023
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2023.12.13
稿件说明：

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洪延武，钟秒金.激光-电弧复合焊焊缝截面几何尺寸的测量方法［J］.电焊机，2023，53（12）：81-85. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2023.12.13.

HONG Yanwu, ZHONG Miaojin.Research on Measurement Method of Weld Cross Section Geometric Dimensions of Laser-Arc Hybrid Welding[J].Electric Welding Machine, 2023, 53(12): 81-85. DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2023.12.13.

摘要

在激光-电弧复合焊接中，工艺参数对焊缝截面几何尺寸的影响是研究重点，因此焊缝截面尺寸的精确测量非常关键。提出一种全新的焊缝截面尺寸自动测量的方法，首先采用SOBEL边缘检测算法识别提取焊缝截面的边缘轮廓曲线；然后以轮廓中心点作为坐标系的原点建立极坐标系，识别并计算与坐标原点夹角分别为15°，30°，45°，…，360°的截面轮廓曲线上点的像素坐标，从而计算对应轮廓边缘点的极坐标尺寸；最后根据比例尺完成焊缝截面尺寸的自动测量。对得到的焊缝几何尺寸和人工测量的尺寸（熔深、熔宽、余高）进行误差计算，结果表明尺寸测量精度在3%内。通过上述方法能够大大提高焊缝截面尺寸测量的效率，并且能够解决传统测量无法完成极坐标尺寸测量的缺陷。

Abstract

The effect of hybrid welding parameters on welding bead geometric dimensions has always been the focus of laser-arc hybrid welding research

so it’s inevitable to measure the dimensions of welding bead. The paper presents a new measuring system of welding bead sectional dimensions in polar coordinate system. First we can get the outline of the welding bead shape with the SOBEL edge detection algorithm . Secondly locate the center point of welding bead and make it as the original point of the polar coordinate system. Calculate the coordinates of pixels in the welding bead shape outline every other 15 degrees . According to the coordinates gainedand plotting scale

we can calculate the sectional geometric dimensions of welding bead. Comparing the dimensions measured in this paper with those measured manually

we can conclude that the measuring error can be under 3%. The research shows that the measuring methods presented in this paper can dramatically improve the efficiency to measure the dimensions and can also solve the problem that the dimensions of welding bead can notbe measured in polar coordinate system with traditional method. In conclusion this automatic measuring system has a profound meaning to the hybrid welding research.

关键词

Keywords

references

张鹏贤，李明，代敦三 . 基于激光扫描的焊缝成形尺寸测量［J］. 上海交通大学学报， 2014 ， 48 （ 5 ）： 636 - 640 .

ZHANG P X ， LI M ， DAI G S . Measurement of Welding Formation Size Based on Laser Line Scanning ［J］. Journal of Shanghai Jiaotong University ， 2014 ， 48 （ 5 ）： 636 - 640 .

褚慧慧，王宗义 . 基于主动视觉的焊缝成形尺寸测量和缺陷识别研究［J］. 热加工工艺， 2017 （ 21 ）： 206 - 209 .

CHU H H ， WANG Z Y . Study on Dimension Measurement and Defect Detection of Weld Bsed on Active Vision ［J］. Hot Working Technology ， 2017 （ 21 ）： 206 - 209 .

王秀平，白瑞林 . 基于线结构光视觉的焊缝类型识别与特征提取［J］. 电焊机， 2014 ， 44 （ 11 ）： 94 - 98 .

WANG X P ， BAI R L . Identification and Feature Extraction of Weld Seam Based on Line Laser Vision ［J］. Electric Welding Machine ， 2014 ， 44 （ 11 ）： 94 - 98 .

陈海永，孙鹤旭，徐德 . 一类窄焊缝的结构光图像特征提取方法［J］. 焊接学报， 2012 ， 33 （ 1 ）： 61 - 64+116 .

CHEN H Y ， SUN H X ， XU D . A method to extract the feature of image of welding bead ［J］. Transactions Of the China Welding Institution ， 2012 ， 33 （ 1 ）： 61 - 64+116 .

Kasban H ， Zahran O ， Arafa H ， et al . Welding defect detection from radiography images with a cepstral approach ［J］. Ndt & E International ， 2011 ， 44 （ 2 ）： 226 - 231 .

郑玉 . 基于HLS的Sobel边缘检测算法的FPGA实现［D］. 北京：北京工业大学， 2017 .

ZHENG Y . FPGA Implementation of Sobel Edge Detection Algorithm Based on HLS ［D］. Beijing ： Beijing University of Technology ， 2017 .

王娜，李霞 . 一种新的改进Canny边缘检测算法［J］. 深圳大学学报：理工版， 2005 ， 22 （ 2 ）： 149 - 153 .

WANG N ， LI X . A New Improved Canny Edge Detection Algorithm ［J］. Journal of Shenzhen University：Science and Technology Edition ， 2005 ， 22 （ 2 ）： 149 - 153 .

洪延武 . 激光-电弧复合焊接焊缝形貌及形貌对称度预测［J］. 应用激光， 2022 ， 42 （ 6 ）： 13 - 19 .

HHONG Y W . Prediction of weld morphology and symmetry in laser-arc composite welding ［J］. Applied Laser ， 2022 ， 42 （ 6 ）： 13 - 19 .

杨洪亮 . 钢/铝异种金属激光深熔焊接数值模拟与实验研究［D］. 湖南：湖南大学， 2015 .

Yang H L . Numerical simulation and experimental study on laser deep penetration welding of steel/aluminum dissimilar metals ［D］. Hunan ： Hunan University ， 2015 .

薛彬，孟庆森，褚慧慧，等 . 基于Cognex Designer的对接焊和堆焊焊缝成形尺寸测量方法研究［J］. 科技创新与生产力， 2020 （ 1 ）： 73 - 76 .

XUE B ， MENG Qi S ， CHU H H ， et al . Research on forming dimension measurement method of butt welding and surfacing welding based on Cognex Designer ［J］. Science and technology innovation and productivity ， 2020 （ 1 ）： 73 - 76 .

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