通过激光焊接技术,制备了DP980和22MnB5的拼焊接头,并研究了其组织和性能。结果表明,DP980侧的焊接热影响区(HAZ)存在明显的软化现象,软化区的最低硬度约为DP980母材的75%;22MnB5侧的HAZ无软化现象,HAZ的硬度提高到了22MnB5母材的2~2.4倍。拼焊接头的拉伸断裂发生在22MnB5侧的母材中,抗拉强度为670 MPa左右。DP980侧HAZ的软化区由回火马氏体和铁素体组成,两相区由少量的淬火马氏体和铁素体组成,硬化区基本由板条马氏体组成;22MnB5侧HAZ不完全淬火区的组成跟DP980两相区的相似,完全淬火区全部为板条马氏体;焊缝区为粗大的板条马氏体。

针对激光拼焊焊缝边界特征点识别容易受噪声干扰, 识别鲁棒性不强问题, 提出了一种基于迭代的特征点识别方法。首先, 采用最大类间方差法与灰度重心法提取结构光条纹中心线; 其次, 结合条纹中心线畸变特征, 构造直线并计算中心点到直线距离, 获得距离曲线, 由距离曲线局部极值点对特征点进行初步定位; 再次, 在初步定位点的小范围内重新构造直线并进行迭代处理准确识别焊缝左右边界特征点; 最后, 通过序列图像信息对识别的特征点进行校正。采集不同焊接工艺参数下的激光拼焊焊缝图像进行实验, 左右边界特征点列坐标绝对误差均值与均方根误差均在2～4个像素。结果表明, 该方法识别精度高, 并具有较强的鲁棒性。

提出了一种激光拼焊焊缝截面轮廓的几何建模方法, 基于Laws纹理滤波和数学形态学闭运算提取了截面的轮廓边缘, 分别采用多项式函数模型、指数函数模型、高斯函数模型对提取的截面轮廓边缘进行了曲线拟合, 并对拟合结果进行了误差分析。分析结果表明, 基于指数函数模型拟合的焊缝截面轮廓上边缘的精度最高, 基于高斯函数模型拟合的焊缝截面轮廓下边缘的精度最高。对不同工艺参数条件下获得的激光拼焊焊缝截面轮廓边缘进行了几何建模实验, 实验结果表明, 提出的方法可以有效地实现激光拼焊焊缝截面轮廓的几何建模。