【摘 要】
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激光焊接作为一种高效精密的加工方法,在汽车制造、电子加工等领域发挥着重要作用。焊缝质量对于加工工件的整体质量有着极其重要的影响,激光焊接受工件状态、加工工艺、环境等因素的影响,焊缝成形过程中焊缝成形尺寸可能会不符合要求,甚至可能出现焊接缺陷,而焊缝形状尺寸和焊接缺陷是影响焊接质量可靠性和稳定性的重要因素。因此对焊缝形状尺寸和焊接缺陷的精密检测在加工工件整体质量的评价标准中是十分重要。本文主要研究工
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激光焊接作为一种高效精密的加工方法,在汽车制造、电子加工等领域发挥着重要作用。焊缝质量对于加工工件的整体质量有着极其重要的影响,激光焊接受工件状态、加工工艺、环境等因素的影响,焊缝成形过程中焊缝成形尺寸可能会不符合要求,甚至可能出现焊接缺陷,而焊缝形状尺寸和焊接缺陷是影响焊接质量可靠性和稳定性的重要因素。因此对焊缝形状尺寸和焊接缺陷的精密检测在加工工件整体质量的评价标准中是十分重要。本文主要研究工作是提出了一种基于光学相干层析技术（Optical Coherence Tomography,简称OCT）的焊缝尺寸和焊接缺陷的在线检测方法,在该方案中扫描装置和测量装置共用一部分光学元件,减少了对于加工头的改装。首先,本文通过对利用谱域OCT系统原理的分析确定了焊缝质量在线检测系统方案。设计搭建了一台中心波长为850nm的谱域OCT系统,具体分析了光源、光纤耦合器、线阵CCD等组件对于谱域OCT检测系统成像质量的影响,根据实际需求确定了各元器件的参数和型号。其次,通过数字图像处理算法对扫描得到的金属焊缝轮廓图像进行优化处理,更加精确地测量出焊缝尺寸,具体流程为:消除图像噪声、修复焊缝轮廓线断裂、提取焊缝轮廓中心线、提取焊缝最高（低）点和焊缝边界点,之后利用搭建的谱域OCT系统完成了对金属焊缝尺寸的测量和焊接缺陷的检测,并将检测结果与人工检测结果进行了比较分析。最后,本文通过对塑料焊缝尺寸、两母材间隙和焊缝中气泡缺陷的检测,完成了对塑料焊缝质量的检测,验证了利用光学相干层析技术对焊缝质量在线检测的可行性,为焊缝质量检测提供了一种稳定可靠的新方法。
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