本课题在MIG焊熔池视觉传感采集清晰图像的基础上,试验研究喷射过渡熔池分区域视觉图像特征,重点分析探讨电弧、浮渣和熔池尾部三个区域的视觉特征信息(电弧倒影角、浮渣流动形态、熔池尾部凹凸性系数等),为焊接质量智能控制提供理论依据和试验数据。针对熔池电弧区域,提出了电弧倒影角、电弧倾斜系数等7个特征参数,设计了相关算法。研究发现保护气体流量小于5L/min时,电弧倒影角突变到110°以上,电弧所占熔池面积突变到50%左右,预示着焊缝产生气孔的概率增加;焊丝不对中情况下,电弧倾斜系数增大。以熔池浮渣区为研究对象,分析了浮渣流动态,给出正常浮渣存在状态,并提出了浮渣的“拖尾”和“涌散”概念。通过反复试验证明,随着保护气流量减少,浮渣“涌散”概率增大、“拖尾”程度加剧,预示着焊缝产生气孔的的概率增大;当焊前未除锈时,也会出现“拖尾”现象,浮渣所占熔池面积比例增大。研究发现焊枪不对中时,浮渣分布明显不对称,并与焊枪的偏向保持一致。以熔池尾部区域为研究对象,试验研究了熔池尾部轮廓形态特征,提出了凹凸性系数概念,采用多项式拟合等方法设计了相关计算程序,得出了不同保护气流量下熔池尾部凹凸性系数的变化规律,当保护气小于5L/min时,凹凸性系数突变到10以上,焊缝产生外部气孔概率增大;针对焊枪不对中情况下尾部倾斜的现象,提出并编写了尾部倾斜角参数及定量算法程序,为焊缝跟踪提供了新的思路。选用“一对一”聚类方法以及径向基核进行了支持向量机(SVM)建模,根据X射线检测结果选取了样本数据集,编写了焊缝质量等级评定软件,能够预测基于内部气孔、夹渣缺陷的焊接质量等级,精度达到97.757%。