激光焊熔透特征混沌信號解析與多維復合識別研究

孫 謙，黃瑞生，李小宇，王旭友，李俐群，梁曉梅

1. 哈爾濱焊接研究院有限公司，黑龍江 哈爾濱 150028 2. 哈爾濱工業大學，黑龍江 哈爾濱 150001

引 言

在文獻[1]中通過光譜透視、紅外顯微成像、光電傳感、空間定位提取等復合處理方法，實現了對匙孔內熔透特征熒光信號的有效增強和精準提取。 但是，激光焊接是一個復雜、劇烈的動態熱反應過程，熔透特征會時刻伴隨焊接狀態產生急劇變化，因此檢測數據中也耦合了眾多混合干擾信號，并存在著復雜的時域及頻域變化，數據波動極為劇烈[2-4]，常規信號分析方法依然難以對激光焊接熔透特征信息進行有效把握。

雖然大功率固體激光焊接時光感信號具有明顯的混沌信號特征，但是在一定焊接條件不變的情況下，焊接的熱反應本質是沒有改變的，因此對該條件下的一定數量檢測信號在其整體分布趨勢上會趨于一致，而且所收集的信號數量越多分布特征越明顯，決定這一特征的主要因素不在于檢測信號隨時域及頻域的變化過程，而取決于實際焊接條件[5-6]。 基于此原理，文章首先從數據處理研究方面，創新性地提出一種混沌信號解析方法。 基于統計方法，將復雜的混沌檢測信號簡化成具有趨勢性特征的圖形識別模式，挖掘圖形的形貌特征與熔透行為關聯，獲得對焊接復合影響機制的宏觀認知，實現對模型抽象化特征的簡化分離。 再將混沌信號解析方法與激光焊接熔透特征信號同軸增效提取技術有機相結合，創新出了大功率固體激光焊熔透狀態多維復合識別新方法。……