相关焊接操作技术检测分析与诊断平台

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1、大庆石油学院学报第35卷第4期2011年8月JOURNALOFDAQINGPETROLEUMINSTITUTEVo1．35No．4Aug．2011焊接操作技术检测分析与诊断平台王金岗，张方舟(1．天津冶金职业技术学院科研督导处，天津300400；2．东北石油大学计算机与信息技术学院，黑龙江大庆163318)摘要：传统焊接培训周期长、成本高、操作过程质量难以控制，分析焊接操作技术特点，建立焊接人员信息管理系统、手工操作图像信息采集系统、外观质量评定信息系统、内部缺陷评定系统和分析与诊断系统，形成焊接操作技术检测分析与诊断平台．现场应用结果表明，利用该平台能够对焊件质

2、量进行分析和诊断，为焊接培训提出有针对性的改进建议．关键词：焊接培训；焊件质量；内部缺陷；缺陷识别中图分类号：TG457文献标识码：A文章编号：1000—1891(2011)04—0123—03由于焊接操作过程具有复杂性和特殊性，并且存在人员培养周期长、经济投入大等『口1题，人们在焊接屏蔽弧光辐射、焊工操作仿真、焊工管理、技能训练多媒体开发、焊接结果检测等方面取得成果．采用现代计算机技术对焊接操作技术进行分析与诊断，根据其结果有针对性地提出改进意见，成为亟待解决问题．笔者利用现代计算机分析和数字成像技术研究焊工焊件外观质量评定、焊缝内部质量检测，建立焊接操作技术检

3、测分析与诊断平台，并将其应用于油田焊接技术培训．1传统焊接培训问题传统焊接操作技术检测分析与诊断存在问题：(1)以大规模训练和常规检测手段提高焊接人员的水平，消耗大量电能和焊接材料，成本较高，培训周期长．(2)缺乏统一的规范和标准．焊接人员技术受教师教学方法、教学态度、技术经验的影响．外观质量检测只能通过教师观察、测量、计算，并与焊缝外观检测标准对比评定外观焊接质量，不能有针对性地对焊接人员的操作过程进行系统记录、分析和检测，分析与诊断不准确．(3)虽然采用多媒体和虚拟现实技术教学在一定程度上能够降低成本，但只是增强焊接操作的感性认识，缺少对焊件质量的分析能力．(

4、4)通过看片或录像学习，以探伤报告的形式对焊接质量和效果进行分析判断．拍片法效率低，缺陷检出率高，而工业电视比拍片效率高，缺陷检出率不高，并且它们检测结果不便于储存，不能实现数据分类积累、系统分析．2系统设计2．1流程及结构为建立焊接操作技术检测分析与诊断平台，首先搭建焊接操作过程图像信息采集子平台，对焊接人员的操作过程图像信息进行采集，得到各种试件操作手法的第一手资料；其次构建焊接试件外观质量评定子平台，对焊接试件进行外观质量检查；然后构建试件数字探伤及焊缝缺陷识别、评定子平台，对焊接试件内部质量进行评测，包括焊缝的数字成像、图像裁剪、缺陷检测、缺陷类别分析、缺

5、陷级别评定；最后搭建焊接操作质量评定分析与诊断子平台，对人员焊接技术进行统一分析和诊断．收稿日期：2011—06—06；审稿人：唐世伟；编辑：任志平基金项目：黑龙江省科技厅项目(GZD9A120)；黑龙江省教育厅项目(115510106)作者简介：王金岗(1967一)，男，副教授，高级工程师，主要从事于教务教学管理方面的研究大庆石油学院学报第35卷2011年2．2外观质量评定信息系统根据学员姓名和编号，对每个学员所焊元件进行标识，并粘贴标准标尺；对各种培训焊接元件按照外观属性进行标准化分类，包括形状、大小、长宽、直径、母材厚度等，如钢板焊接试件外观检测评定标准见表

6、1；对焊缝形状属性进行标准化描述，包括焊缝形状、长度、宽度、均匀度、规则与美观度等；根据焊接考试、鉴定、大赛外观标准进行焊件外观评测，采用计算机辅助分析技术进行数据统计和综合分析．图1系统整体流程和结构表1某钢板焊接试件外观检测评定标准2．3内部缺陷评定系统利用焊接试件X线直接数字成像装置，实现焊件数字探伤成像，按照缺陷分类对焊接试件内部质量进行缺陷识别和评定．(1)图像质量改善．根据成像检测的特点和良好识别的目标，对图像的去噪、滤波等前期处理进行分析，设计适合焊缝数字图像处理方法的数学模型，有目的地提高图像质量，为目标的定量识别提供依据．(2)兴趣区域分离．缺陷

7、所在区域在整幅图像中所占比例较小．在图像的前期处理基础上，根据区域的空间对比特点，研究焊缝区域提取方法，减少需要处理的数据量，提高提取效率．(3)缺陷检测．在明确影像的焊接区域基础上，遵照人类的视觉特性，对缺陷目标的形状、灰度等方面综合考虑，研究缺陷目标的检测方法，建立焊接影像的高效检测模型．(4)缺陷特征提取．确定缺陷信息的特征表示和跟踪方法，研究缺陷尺寸、位置等特征参数的获取方式．1≯4·第4期王金岗等：焊接操作技术检测分析与诊断平台和计算技术，为缺陷特征判别提供依据．(5)缺陷识别与判定．按照生产中焊缝区域质量的判定标准和系统定量分析结果，对缺陷性质进行分析

8、，提供影像