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。熔透是评价激光焊接质量的一个重要标准,但在焊接过程中难以直接检测熔透状态,只能通过其它传感量间接估计熔透状态。论文介绍国内外焊接熔透状态识别研究现状,对各种研究方法进行阐述。针对激光深熔焊焊接304型奥氏体不锈钢板紧密对接焊(间隙小于0.1mm),使用高速红外摄像机获取焊接区域熔池动态红外热像,找出熔池形态表面特征与熔透状态之间的内在联系。论文使用图像处理技术分别对匙孔区域和感兴趣熔池区域进行区域分割和特征参数提取。针对熔池区域提取出现的问题,提出一种基于局部直方图的Otsu阈值分割法提取熔池区域,并对提取后的熔池区域进行修正。以匙孔圆形度、熔池宽度、熔池平均灰度和熔池灰度方差作为特征量并对其归一化,介绍模糊聚类的建模方法,并使用模糊C-均值聚类(FCM)和Gustafson-Kessel模糊聚类(GK)两种模糊聚类算法建立熔透状态识别模型。分析各个建模方法及其模糊聚类参数参数对识别率的影响,通过试验发现FCM对熔透类有较好的识别率,但对非熔透类识别率较低,GK则对两类都有较高的识别率,最终给出两组有效的GK模型参数。论文研究熔池形态表面特征与熔透状态的内在关联,最终建立了熔池表面特征和熔透状态之间的识别模型,为激光深熔焊实时熔透状态识别提供理论依据,同时该成果也能应用在焊后质量即时估计。