随着我国汽车行业的飞速发展，激光焊接技术也得到了充分体现，尤其是光纤激光器因为具有光束质量好、功率密度高、具有小光斑直径和集中热输入量的特点，形成的焊缝深宽比大、变形小等优点，在焊接领域的地位已日益剧增。但是在高速、高自动化激光焊接过程中难以始终保证焊接质量的稳定性。因此，利用监测激光焊接过程中的熔池及小孔等相关信息来实现对焊接质量的监测引起广大学者的重视。本文为实现焊接质量的在线监测，搭建了基于辅助光源的光纤激光焊接质量监测系统。首先通过试验测定了激光焊接镀锌钢时干扰信号(等离子体与金属蒸汽等)的波长范围，比较了不同蓝、绿和红色波段滤光效果，选取了合适的滤波片可以更好地抑制等离子体等干扰信号对同轴采集焊接区域图像的干扰；研究了主动式同轴监测与被动式同轴监测的区别，选取了绿色LED点光源作为辅助光源并设计了辅助点光源的照射角度调节装置；针对在焊接过程中不同的焊接速度，不同的焊接参数下同轴拍摄的需求，设计并选取了合适的拍摄装置及数据采集装置。针对激光焊接同轴图像的特点及采集系统的采集效率，提出了激光焊接质量的同轴监测算法。首先通过灰度处理，自适应中值滤波、图像增强、生长算法及Canny算子的方法对同轴采集的图像处理，可以获得熔池、小孔、热影响区轮廓清晰的图像。通过分析沿垂直焊接速度方向的熔池区域灰度分布，在线监测熔池宽度L值的大小可以实现光纤激光深熔焊接熔宽的在线监测。通过获取小孔顶部的直径D和底部直径d后，基于d/D的比值来实现激光焊接熔透状态的监测。最后，通过光纤激光焊接质量同轴监测平台并结合焊接质量监测机理做了大量试验，得出在激光焊接时可根据同轴采集图像中熔池宽度L的值来实现熔宽监测，当L值出现较大变动时即代表焊缝宽度发生大的变化；在激光焊接熔透状态监测时，可根据d/D的值监测出三种熔透状态，分别为未熔透、适度熔透和过熔透。在对接焊过程中，对采集图像灰度值提取后，可获得未焊接缝隙所在的像素线位置，将其与焊接区域中心线比较，获得距离差值为L，可以根据监测L的值来实现焊缝跟踪，从而实现了焊接质量与焊缝跟踪的同步进行。