关键词:
无损检测
焊缝缺陷
自动化超声检测
缺陷分割
3D重构
摘要:
焊接技术被广泛应用航空航天、武器装备制造等领域。然而,受工艺技术、环境条件及操作细节等因素影响,焊缝内部不可避免地会出现不同类型的缺陷。这些缺陷的存在会影响焊接件的使用性能。因此,定期对焊缝实施质量检测,是保障焊接件安全服役的关键。目前工业上检测与评价缺陷主要依赖于人工经验,存在效率低,漏检率高和一致性差等问题。针对上述问题,本文搭建了自动化超声检测平台,以此获得一致性强、准确率高的超声检测图谱,继而研究焊缝典型缺陷图谱3D重构技术,实现了焊缝典型缺陷的量化评估。论文的研究内容主要集中在以下四个方面:
(1)针对人工检测效率低,精度有限等问题,集成了六自由度机械臂、超声相控阵检测系统与喷水耦合系统,搭建了自动化超声检测平台。研究了探头步进速度、激励脉冲宽度和脉冲重复频率对自动化超声检测的影响规律,优化了自动化超声检测工艺参数组合,获取了高质量的焊缝典型缺陷超声检测图谱。
(2)针对微小缺陷检测灵敏度低的问题,提出了一种考虑微小缺陷漏检的非线性超声成像方法,构建了基于不同聚焦模式声能差的非线性参量模型,提高了超声检测对焊缝内部微小结构变化的敏感度,确保了微裂纹缺陷的检出率,为保障焊缝质量提供了技术支持。
(3)针对焊缝典型缺陷分割精度低的问题,提出了考虑轮廓模糊和高水平噪声影响的缺陷分割模型IDWS-Net,集成了边缘感知增强模块与多尺度上下文感知门控降噪模块,显著提高了网络对缺陷区域的关注,在不同类型缺陷上取得了较高的分割准确率,优于目前先进的缺陷分割方法,为后续3D重构提供了图像质量保障。
(4)针对缺陷量化评估准确度低的问题,提出了一种基于3D重构的焊缝典型缺陷表征方法,实现了缺陷综合特性的直观展示,使评估过程更加直观、清晰。为焊缝典型缺陷的量化评估提供了可靠的数据和图像依据,显著提高了缺陷评估的准确性和效率。
论文实现了从缺陷特征提取、量化分析到质量评估的焊缝典型缺陷检测流程。为后续进行缺陷产生原因分析,反向溯源焊接工艺漏洞,促进焊接工艺的改进与优化提供了指导意义,对推动缺陷检测技术的发展具有重要的理论意义和实用价值。