基于卷积神经网络的焊缝缺陷图像分类研究

为有效地对焊缝缺陷进行分类，从而判断焊接质量的等级，对传统卷积神经网络进行改进，提出一种多尺度压缩激励网络模型（SINet）。将4组两两串联的3×3卷积模块与Inception模块、压缩激励模块（SE block）相结合。通过多尺度压缩激励模块（SI module）将卷积层中的特征进行多尺度融合和特征重标定以提高分类准确率，并用全局平均池化层代替全连接层减少模型参数。此外考虑到焊接缺陷数量不平衡对准确率的影响，采用深度卷积对抗生成网络（DCGAN）进行数据集的平衡处理，并在该数据集上验证模型的有效性。与传统卷积神经网络相比，该模型具有良好的性能，在测试集上准确率达到96.77%，同时模型的参数个数也明显减少。结果表明该方法对焊缝缺陷图像能进行有效地分类。     

U71Mn钢轨气压焊焊接接头滚动磨损与损伤性能研究

研究了U71Mn钢轨气压焊焊接接头上各区域的组织与性能，并利用MMS-2A轮轨滚动磨损与接触疲劳试验机对焊接接头材料进行试验，分析了各区域的磨损与损伤特性. 结果表明:焊接接头组织为珠光体，但晶粒大小及渗碳体形态和大小存在差异. 焊缝中珠光体晶粒较小，渗碳体呈细小片层状及细小颗粒状，因此硬度高且塑性变形能力强. 在1×105和2×105循环次数时耐磨性优于母材，在3×105循环次数时，焊缝磨损量大于母材磨损量，且焊缝表面损伤较母材严重. 在焊缝两侧各有1个区域(软化区)，组织为粒状珠光体和少量片层状珠光体，颗粒大小和片层厚度不均匀，硬度较小，磨损量较大，塑性变形层较厚，表面损伤最严重.      

B型套筒角焊缝缺陷相控阵超声检测定量方法

B型套筒修复作为油气管道修复的主要方式之一,在其修复的焊接过程中,该结构的环形角焊缝内部常常出现以气孔、夹渣为代表的孔型缺陷。这类缺陷由于角焊缝特殊的结构,在利用相控阵超声无损检测技术对其检测时,难以对其进行定量分析。通过数值模拟和实验,发现通过相控阵超声扇扫得到缺陷回波信号峰值与孔型缺陷直径呈正相关,为孔型缺陷的定量分析提供了一种可靠的手段。     

螺旋焊线管局部噘嘴应力集中分析

螺旋焊缝局部噘嘴问题是复杂的三维问题，至今没有现成的安全评定公式可以利用，也难以获得纯粹的理论解。应“西气东输”工程之需，本文利用现有直焊缝理论基础，建立了该问题的力学模型，获得了应力集中因子的显式解，给制订螺旋焊线管几保缺陷的安全评定标准提供了理论基础。利用商用有限元工具ABAQUS对螺旋焊线局部噘嘴进行的系统分析显示，本文提供的理论解具有很强的预测能力。     

阵列参比电极法研究316不锈钢焊缝腐蚀行为

应用自行建立的阵列参比电极技术,原位测量316不锈钢焊接样品在12%FeCl3溶液中腐蚀电位分布.同时借助电化学极化曲线、交流阻抗技术和扫描Kelvin探针对316不锈钢焊缝腐蚀进行跟踪检测.结果表明,经焊接的316不锈钢样品在12%FeCl3溶液中,最初时刻焊缝区发生优先腐蚀,而在母材区保持钝化状态;随着浸泡时间延长...     

Frequency related localisation of harmonic elastic waves in stratified welds

The paper presents a computational model for elastic waves in a structured weld adjacent to the free surface of an elastic solid. The main emphasis is on the interaction of waves with the micro-structure of the weld. Effects of localisation and channeling of waves are addressed. A model of a grain structure within the weld is also considered.     

激光诱导击穿光谱对焊缝熔合区的元素成分分布分析

激光诱导击穿光谱(LIBS)是近十几年来快速发展的一种新的表面分析工具,由于具有分析速度快、灵敏度高等优点,故在材料科学领域引起广泛的关注。文中采用LIBS、扫描电子显微镜/能谱仪(SEM/EDS)和电子探针显微分析(EPMA)三种分析方法,对两类不同焊缝的熔合线区域进行线扫描分析,研究了Ni,Mn,C,Si等元素在熔合线区域含量的变化情况。结果表明,对于含量较高且焊缝和母材成分差别较大的Ni和Mn元素,三种方法获得了一致的分析结果,两试样焊缝内的Ni和Mn含量均高于母材,在熔合线区域明显体现出浓度梯度分布。三种方法根据Ni和Mn的浓度分布测得的熔合线区宽度值比较接近。对于含量较低且焊缝和母材成分差别较小的C和Si元素,采用SEM/EDS和EPMA时,焊缝与母材之间的成分差异没有分析出来;而采用LIBS时,两区域的成分差异则可以清晰的展现出来,在熔合区域能够清楚观察到浓度梯度分布曲线。LIBS的分析灵敏度明显高于SEM/EDS和EPMA,在分析低含量元素时更具优势。     

焊缝超声相控阵检测数据深度学习降噪方法*

超声相控阵检测技术在焊缝检测中具有广泛的应用。超声相控阵检测技术检测信号中常混入噪声导致检测成像时难以分辨真实的缺陷特征。这些噪声主要为无关的反射信号和局部相关的结构噪声,传统的超声图像降噪方法难以有效滤除这些噪声,且存在计算效率低、参数优化复杂等问题。该文提出了一种基于深度学习的焊缝超声相控阵检测技术检测S扫图像的降噪方法,通过搭建深度神经网络降噪模型去除S扫图像中的噪声。经过实验验证,该方法较传统的降噪方法能更有效去除焊缝超声相控阵检测技术检测S扫图中的噪声,保留缺陷的图像细节,并且提高了计算效率,同时避免了人工对不同噪声水平的S扫图像进行参数优化。     

结构光焊缝检测传感器设计理论的研究

对电弧光的干扰进行了深入的研究，建立了电弧干扰的光照模型，依据透视变换理论，给出了光源倾斜照射和摄像机斜接收情况下，被检测物体与摄像机这间的一般坐标变换数学模型，这两个模型对结构光传感器的设计具有非常重要的指导意义，基于这两个模型设计的结构光传感已在自动焊接实验中获得了成功的应用。     

焊缝缺陷的电子散斑现场检测技术研究

本文用电子散斑干涉及剪切电子散斑干涉技术(ESPI/SESPI)实现了薄壁旋转壳及球形压力容器焊缝缺陷的现场实时检测,给出了实际压力容器焊缝缺陷的无损检测结果与理论分析;将ESPI系统与旋转椭球曲面反射镜检测装置结合,获得了被测容器焊缝360°全方位准确成象及ESPI全场缺陷检测;通过预制缺陷的ESPI、SESPI无损检测与理论计算,完成了孔洞型缺陷与裂纹型缺陷的变形与梯度分析.