2020年CAIA獎一等獎獲獎項目成果簡介：磁光成像頻域特征與X射線傳感分析關鍵技術研究
完成單位：黃埔海關技術中心、廣東工業大學、廣東農工商職業技術學院、廣州中檢科技有限公司
完成人：張南峰、高向東、陳龍鳳、李法春、黃軍輝、游德勇、
張艷喜、馮文希、廖中文、陳述官
成果簡介：
研究成果為大功率激光焊接和激光電弧復合焊接過程中微焊縫焊縫的自動識別與跟蹤，以及焊接質量的在線檢測提供了重要的理論基礎，同時為焊接自動化提供解決方案，具有重要的應用價值。
（1） 發現利用近紅外熱像、匙孔形變、自適應卡爾曼濾波對微間隙焊縫進行可靠識別與跟蹤的新方法，實現激光焊接過程微間隙焊縫的準確識別跟蹤。
（2） 提出包括可見光感應光電傳感器、反射光電傳感器、光譜分析儀、輔助成像高速攝像機、X射線成像攝像機等多傳感方法，建立高精度分類器實現對熔池表面典型缺陷的準確識別。
（3） 提出結合焊接條件與焊接狀態的模型驅動檢測技術，通實現激光焊接狀態參數的準確預測及焊后缺陷的有效識別。
（4）通過雙高速相機監測激光電弧復合焊接中焊縫上下表面狀態，準確提取金屬蒸汽和飛濺等特征，能準確評估焊接過程穩定性與質量，并為自動激光-MAG復合焊接的應用奠定理論基礎。
創新點及科學價值：
1．針對激光電弧復合焊接技術在超大功率激光焊接厚板領域應用過程所存在的焊縫間變化大及焊接過程易變形等問題，設計了紅外熱成像傳感檢測技術。
2．融合可見光感應光電傳感、激光反射感應光電傳感、光譜分析、近紅外高速成像、可視域高速成像、輔助光高速成像和X射線高速成像的多傳感方法，通過對這些信號進行相關性分析，研究發現激光焊接過程液態、氣態及等離子體之間存在穩定狀態存在零相關度，但在非穩定狀態存在明顯的多特征正負相關性。
3．發現了結合焊接條件與焊接狀態的模型驅動檢測新方法，結合多傳感器測量信號時頻特征與焊接狀態的相關性，揭示了典型焊接缺陷成型時所體現的復雜非線性狀態變化規律。
社會經濟效益：
該項目研究內容已在廣東鍛壓機床廠有限公司、廣州番禺高勛染整設備制造有限公司等企業和單位得到推廣應用，涉及的項目包括大型機械裝備三維復雜焊接機器人焊接及焊縫成形自動檢測關鍵技術、運輸車輛結構體自動焊接及焊接質量多傳感在線檢測技術、衛星制造用材自動焊接及無損探傷關鍵技術研究，通過應用取得了顯著的經濟效益和社會效益，提高了生產效率和產品質量，有效的解決了目前大型機械裝備機構件半封閉焊縫人工焊接存在的加工效率低，作業環境惡劣、員工人身危害大等問題。
應用前景：
該項目在激光焊接、激光電弧復合焊接和電弧焊接方面做出了重要研究，并獲得學術界充分肯定，研究成果得到國內外學術界的普遍認同和應用，在國際權威期刊和國際學術會議上發表論文270余篇，被多個國家和地區的同行他引600多次，研究成果處于國內領先地位。研究成果已在多家企業得到應用，并取得了顯著的經濟和社會效益。課題具有前沿性，研究成果處于國內領先的地位。
