为了实现焊接缺陷的检测与评估, 提出将交变磁场激励下磁光成像的漏磁特征应用于焊接缺陷的轮廓重构当中, 建立漏磁重构模型, 研究焊接缺陷的二维轮廓特征。首先根据交变磁场下的漏磁场的形成机理, 讨论漏磁场分量By, Bz两种漏磁信号与缺陷轮廓存在的关系。再利用数值模拟方法获取数据, 训练其广义回归神经网络(Generalized Regression Neural Network, GRNN)来确定该模型并说明漏磁场信号可以实现缺陷轮廓重构。最后, 将磁光成像漏磁特征的数据应用于模型训练, 确定重构的可行性。试验结果表明, 应用磁光成像漏磁特征的图像数据与仿真获得的轮廓重构规律一致, 能够实现焊接缺陷二维轮廓重构。在一定范围内, 缺陷深度越大(不小于0.45 mm), 重构效果越好。

为了研究旋转磁场激励下焊接裂纹磁光成像规律, 采用工频旋转磁场对焊接裂纹激励并由磁光传感器获取裂纹磁光图像的方法, 进行了理论分析和实验验证, 取得了工频旋转磁场不同励磁强度下的动态磁光图像。结合磁光成像原理和旋转磁场理论, 对所获数据的灰度值进行了对比分析。结果表明, 旋转磁场工频励磁下任意1帧磁光图随励磁时间的推移都会发生变化, 并以初始3帧磁光图为一个循环周期依次向下一帧磁光图转换, 经过885帧磁光图后回到初始状态。该规律的发现有利于减少有效励磁时间, 提高焊接缺陷无损检测效果。

为了研究磁场激励下焊接缺陷磁光成像特征, 以激光焊低碳钢板为试验对象, 采用恒定磁场和50Hz交变磁场对焊接缺陷进行励磁, 并由磁光成像传感器实时获取焊接缺陷区域磁场分布, 进行了理论分析和实验验证。取得了恒定磁场和交变磁场励磁下厚度分别为1mm, 2mm和3mm低碳钢(Q235)焊接缺陷的磁光图像, 并与COMSOL模拟结果进行对比;通过加权平均图像融合技术将交变磁场中获得的焊接缺陷磁光图像进行融合。结果表明, 与恒定磁场励磁相比, 采用交变励磁获得的焊接缺陷信息更加准确、快速和完整, 并且有效避免了焊接缺陷信息的遗漏。此研究为提高焊接缺陷检测效率提供了依据。