激光焊接技术起始于20世纪70年代的美国。随着激光器本身的发展,激光功率由小到大、光束质量及稳定性不断提高,激光焊接技术已在工业发达国家普遍应用于工业界的各个领域。激光焊接作为一种先进的特种焊接工艺,其主要优点是单位长度焊缝所获得的能量密度大、焊接速度高、焊缝热影响区小、变形小、接头机械性能高、焊缝轮廓尺寸不受限制等。运用大功率激光器焊接,可以获得大的熔深。焊缝跟踪是焊接过程中的一项关键技术,精确控制激光束使其准确对准焊缝位置是保证焊接质量的前提。近年来,机器视觉成为检测焊缝的主要方法,但是由于传统的机器视觉检测法主要通过视觉传感器采集焊缝图像,然后应用图像边缘检测算法获取焊缝信息,往往容易受到焊接过程噪声的干扰,很难获得层次分明和清晰的焊缝图像。论文针对大功率光纤激光焊接304型奥氏体不锈钢板紧密对接焊(间隙不大于0.1mm),在焊接工艺条件下,使用高速红外摄像机获取焊接区域熔池动态红外热像,分析熔池红外热像序列,选取感兴趣区域进行图像处理,提取熔池及匙孔特征参量,分析激光束对准和偏离焊缝中心线时的熔池特性。以匙孔形状参数、热堆积效应参数和匙孔质心横坐标作为描述激光束与焊缝中心线之间偏差检测的特征值。通过回归分析、BP神经网络和径向基网络建模,研究特征参数与焊缝偏差之间的数学关联。激光焊接试验结果表明,匙孔形状参数、热堆积效应参数和质心与焊缝偏差之间存在密切联系,随着激光束逐渐偏离焊缝位置,各特征参数呈现递增趋势。论文最终建立了熔池特性参数和焊缝偏移量之间的辨识模型,为实际焊接工业中实时控制激光束对准焊缝位置提供新方法,具有一定的理论和现实意义。