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基于改进Canny算子的焊缝熔宽测量
1
作者 王树强 宋茗泽 +1 位作者 李宝立 高元德 《焊接》 2026年第1期32-38,共7页
【目的】焊缝熔宽是表征焊接质量与焊接稳定性的重要指标之一,该文旨在改善角焊缝熔宽测量难度高、误差大等问题。【方法】设计了一种角焊缝的图像采集方式,提出基于被动视觉的获取焊缝熔宽的方法,改进了传统Canny算子的边缘提取算法。... 【目的】焊缝熔宽是表征焊接质量与焊接稳定性的重要指标之一,该文旨在改善角焊缝熔宽测量难度高、误差大等问题。【方法】设计了一种角焊缝的图像采集方式,提出基于被动视觉的获取焊缝熔宽的方法,改进了传统Canny算子的边缘提取算法。运用CCD工业相机采集待测焊缝图像,利用ROI提取、灰度化、中值滤波、双边滤波、高斯滤波对被采集图像进行预处理,然后使用改进的Canny算子提取焊缝边缘,概率Hough变换拟合熔池轮廓线段,利用标准化欧式方程获得焊缝宽度。【结果】试验结果表明,焊缝熔宽测量平均时间为160 ms,平均绝对误差为0.34 mm。【结论】此方法图像处理速度与测量精度满足焊缝表面检测要求,鲁棒性强。 展开更多
关键词 角焊缝 被动视觉 焊缝尺寸 边缘检测 特征提取 概率霍夫变换
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融合CNN与高低频聚焦注意力的TOFD焊缝缺陷识别方法
2
作者 张俊辉 唐东林 +2 位作者 王平杰 胡远遥 李渊博 《工程设计学报》 北大核心 2026年第1期44-55,共12页
针对TOFD(time of flight diffraction,衍射时差法)超声检测技术中焊缝缺陷图像受高噪声和干扰条纹影响的问题,以及当前深度学习模型在处理此类图像时面临的特征信息丢失与计算效率失衡的挑战,创新性地提出了一种融合卷积神经网络(convo... 针对TOFD(time of flight diffraction,衍射时差法)超声检测技术中焊缝缺陷图像受高噪声和干扰条纹影响的问题,以及当前深度学习模型在处理此类图像时面临的特征信息丢失与计算效率失衡的挑战,创新性地提出了一种融合卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)与Transformer架构的缺陷识别模型,命名为MHLFNet(multi-scale high-low focused network,多尺度高低聚焦网络)。该模型通过引入多尺度特征融合(multiscale feature fusion,MSFF)模块,显著增强了捕捉局部信息的能力;同时,设计了一种高低频聚焦线性(high-low focused linear,HLFL)模块,利用可调分配比对特征图的高低频信息进行动态注意力分配,并采用聚焦线性注意力代替传统多头自注意力,在有效降低计算复杂度的同时,增强了注意力机制的多样性与特征表达能力。为验证MHLFNet的性能,构建了TOFD焊缝缺陷图像数据集,并进行了系统的实验评估。结果表明,MHLFNet在焊缝缺陷识别任务中实现了98.6%的准确率,同时在模型参数量、浮点运算量以及推理时间方面表现优异。在可视化分析与识别验证中,MHLFNet对高危缺陷(如未熔合和裂纹)展现出卓越的识别能力,证明了其在工业检测中的可靠性与工程价值。 展开更多
关键词 衍射时差法 焊缝缺陷识别 卷积神经网络 Transformer架构 多尺度特征融合
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304不锈钢换热器钎焊接头失效机理分析
3
作者 刘兵 邢亚伟 +3 位作者 李勋 李冲 徐永航 敖三三 《热加工工艺》 北大核心 2026年第2期170-175,共6页
针对翅片管式结构的304不锈钢换热器在服役过程中出现因管壁钎焊接头处开裂导致水泄漏失效的现象,对开裂部位进行取样与深入分析,探明镍基钎料钎焊304不锈钢换热管钎焊接头的失效机理。结合渗透检测、金相分析及SEM观察,揭示了脆性磷化... 针对翅片管式结构的304不锈钢换热器在服役过程中出现因管壁钎焊接头处开裂导致水泄漏失效的现象,对开裂部位进行取样与深入分析,探明镍基钎料钎焊304不锈钢换热管钎焊接头的失效机理。结合渗透检测、金相分析及SEM观察,揭示了脆性磷化合物的非均匀分布降低了局部韧性。在应力作用下,焊缝沿晶断裂并产生微裂纹。这些微裂纹作为裂纹源,萌生裂纹并扩展,进而发生韧性断裂。在钎料中添加少量Cu元素可促进焊缝中韧性镍基固溶体的生成,减少脆性金属间化合物的产生,在一定程度上提高了钎焊接头的强度,有效避免了微裂纹产生,从而提高换热管的服役可靠性。该研究可为提高304不锈钢钎焊接头质量提供理论支撑。 展开更多
关键词 304不锈钢 钎焊接头 翅片管式结构 裂纹 金属间化合物
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基于改进FasterNet-YOLOv8的焊缝表面缺陷检测算法
4
作者 李冠胜 阮景奎 +1 位作者 王宸 闫伟伟 《机电工程技术》 2026年第2期78-83,共6页
针对焊缝缺陷复杂背景干扰性强,检测精度和效率较低的问题,提出了一种改进的FasterNet-YOLOv8缺陷检测算法。在Backbone端更换FasterNet轻量级模型主干,捕获重要特征信息。将FasterNet-Block和卷积注意力融合模块(Convolution and Atten... 针对焊缝缺陷复杂背景干扰性强,检测精度和效率较低的问题,提出了一种改进的FasterNet-YOLOv8缺陷检测算法。在Backbone端更换FasterNet轻量级模型主干,捕获重要特征信息。将FasterNet-Block和卷积注意力融合模块(Convolution and Atten⁃tion Fusion Module,CAFM)开发到网络的特征提取模块中,设计了一种新颖的C2f-Faster-CAFM轻量级架构,减少网络的冗余通道的同时自适应捕捉全局关键信息。设计采用特征聚焦扩散金字塔网络(Feature Focused Diffusion Pyramid Network,FDPN)来增强多尺度信息融合提取能力,从而提高网络在多尺度场景中的鲁棒性和检测精度。实验结果表明,与原YOLOv8算法相比,Faster⁃Net-YOLOv8的精确率达到94.9%,召回率达到93.5%,平均检测精度提升至97.4%,提高了3.1%。 展开更多
关键词 缺陷检测 YOLOv8 FasterNet 注意力机制 特征聚焦扩散金字塔网络
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大型薄壁铝合金舱体复杂结构完整性无损评价现状
5
作者 温飞娟 黄本生 +2 位作者 龙樟 游东潘 温奇飞 《焊接》 2026年第1期55-65,共11页
远程导弹和人造卫星的薄壁壳体是异型非圆钣金焊接复杂薄壁壳体结构,其结构完整性直接关系到航天器的运行安全性。辨识及表征大型薄壁铝合金焊缝缺陷是壳体制造和再制造过程安全评价的重要难题。基于此,文中系统分析了铝合金焊缝缺陷特... 远程导弹和人造卫星的薄壁壳体是异型非圆钣金焊接复杂薄壁壳体结构,其结构完整性直接关系到航天器的运行安全性。辨识及表征大型薄壁铝合金焊缝缺陷是壳体制造和再制造过程安全评价的重要难题。基于此,文中系统分析了铝合金焊缝缺陷特点,总结了国内外针对铝合金焊缝的无损评价手段。详细综述了超声检测研究现状,其中,薄壁铝合金缺陷精确表征及可视化重构是当前研究的突破点。同时,概述了红外热像检测、电磁检测及射线检测的规律。通过对多种在线监测技术的应用,可实现结构安全可靠服役及准确表征的协同提升。最后,总结了无损评价在大型薄壁铝合金焊缝缺陷检测方面亟待解决的问题。 展开更多
关键词 薄壁壳体 铝合金 焊缝 无损评价 红外热像检测 射线检测
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基于PCA和GPSO-BP神经网络的钢轨闪光焊接头灰斑面积预测
6
作者 刘新 王晓 +2 位作者 吕其兵 郝美琪 谭洪涛 《焊接》 2026年第2期22-29,38,共9页
【目的】钢轨闪光焊接头灰斑面积的准确预测对于钢轨焊接质量评价具有重要意义,该文旨在提高焊接接头灰斑面积预测精度。【方法】提出了一种基于主成分分析(Principal component analysis, PCA)和改进的粒子群算法(Genetic algorithm im... 【目的】钢轨闪光焊接头灰斑面积的准确预测对于钢轨焊接质量评价具有重要意义,该文旨在提高焊接接头灰斑面积预测精度。【方法】提出了一种基于主成分分析(Principal component analysis, PCA)和改进的粒子群算法(Genetic algorithm improved particle swarm optimization algorithm, GPSO)优化反向传播(Back propagation, BP)神经网络的焊接接头灰斑面积预测模型。采用PCA对影响灰斑面积的特征量进行降维处理,去除原始数据中包含的冗余信息,以PCA提取的辅助变量作为预测模型的输入;利用GPSO算法优化BP神经网络的初始权值和阈值,建立了PCA-GPSO-BP神经网络钢轨闪光焊接头灰斑面积预测模型;结合实例数据进行预测并分别与传统BP,PCA-BP,PCA-PSO-BP模型进行对比分析。【结果】结果表明,PCA-GPSO-BP模型在MAX,MAE,RMSE 3项误差指标上较传统BP模型分别减小了50.97%,68.51%,62.43%,测试样本中灰斑面积预测值和实际值间的相关系数达到0.995 6。【结论】PCA-GPSO-BP模型能够有效提高钢轨闪光焊接头灰斑面积预测精度,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 闪光焊 灰斑面积预测 主成分分析 改进的粒子群算法 神经网络
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基于YOLOv11的焊缝识别跟踪算法研究
7
作者 王高伟 杨飞 +3 位作者 杨成林 刘亚东 胡明明 刘新华 《机械与电子》 2026年第1期65-71,共7页
针对自动化焊接中焊缝检测精度和实时跟踪能力不足的问题,提出了一种基于YOLOv11的焊缝识别与跟踪方法。该方法分析焊缝视觉特征,构建了适用于焊缝检测的数据集,并在YOLOv11模型的基础上结合激光条纹中心线提取算法,实现对焊接过程中焊... 针对自动化焊接中焊缝检测精度和实时跟踪能力不足的问题,提出了一种基于YOLOv11的焊缝识别与跟踪方法。该方法分析焊缝视觉特征,构建了适用于焊缝检测的数据集,并在YOLOv11模型的基础上结合激光条纹中心线提取算法,实现对焊接过程中焊缝的高精度检测与实时跟踪。实验结果表明,在512×512分辨率下,所提方法的识别精度达到99.51%,焊缝特征点识别的最大误差为1.05像素,推理速度为54 ms/张图片,平均定位误差小于2.2 mm,能够有效满足智能制造生产线对焊缝质量监控的严格要求。 展开更多
关键词 焊缝识别 焊缝跟踪 特征提取 深度学习
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基于CLAHE和改进YOLOv8的焊缝冷阴极X光缺陷检测
8
作者 兰天宇 高延峰 孙艺瑕 《热加工工艺》 北大核心 2026年第2期117-124,共8页
核电站建设对焊缝质量要求非常严格,使用智能手段替代人工射线评片具有重要意义。然而核电现场拍摄的X光片图像成像质量较低,导致焊缝缺陷智能检测精度低。针对冷阴极X光片图像,将CT值映射为灰度值,然后通过灰度取补以及CLAHE算法优化... 核电站建设对焊缝质量要求非常严格,使用智能手段替代人工射线评片具有重要意义。然而核电现场拍摄的X光片图像成像质量较低,导致焊缝缺陷智能检测精度低。针对冷阴极X光片图像,将CT值映射为灰度值,然后通过灰度取补以及CLAHE算法优化图像对比度,从而将X光片数据处理成较为清晰的图像。针对焊缝缺陷检测问题,对YOLOv8n模型进行改进,增加小目标检测层、将边界损失函数更换为Wise-IoU以及增加GAM注意力机制来提高网络特征提取能力。实验表明:经过对图像以及模型的两阶段优化处理,改进后的缺陷检测模型相对原始模型将mAP@0.5∶0.95提高了29.8%。在精度与复杂模型YOLOv5x接近的情况下,参数量和浮点运算量仅为后者的4%和6%,且模型大小不到7 MB,利于工业场景中便携式低性能设备的部署使用。 展开更多
关键词 CLAHE YOLOv8 GAM 缺陷识别 射线检测
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蒸汽发生器传热管胀接典型缺陷分析及控制
9
作者 李伟 王立辉 《化工设备与管道》 北大核心 2026年第1期12-16,共5页
为提高蒸汽发生器传热管与管板胀接工艺的可靠性,提高胀接操作的稳定性,结合工程实践总结分析了蒸汽发生器传热管与管板全长度液压胀接的典型缺陷,并提出了控制措施。应用结果表明,基于典型胀接缺陷形貌及成因分析制定的工艺措施,可有... 为提高蒸汽发生器传热管与管板胀接工艺的可靠性,提高胀接操作的稳定性,结合工程实践总结分析了蒸汽发生器传热管与管板全长度液压胀接的典型缺陷,并提出了控制措施。应用结果表明,基于典型胀接缺陷形貌及成因分析制定的工艺措施,可有效降低蒸汽发生器传热管胀接缺陷数量,应用效果良好。为缩短蒸汽发生器设备制造周期,提高蒸汽发生器设备制造质量提供了技术保障。 展开更多
关键词 蒸汽发生器 胀接 典型缺陷 质量控制
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基于点云数据和改进幂律变换函数的对接焊缝图像增强
10
作者 黄山松 刘畅 +1 位作者 高延峰 张华 《热加工工艺》 北大核心 2026年第1期206-212,共7页
针对核工业大型金属构件焊缝图像对比度低的问题,提出一种基于点云数据和改进幂律变换函数的图像增强算法。首先,通过线结构光相机扫描获取焊缝三维点云图像,采用改进的分段幂律变换函数对点云图像进行非线性增强,使高于和低于母材表面... 针对核工业大型金属构件焊缝图像对比度低的问题,提出一种基于点云数据和改进幂律变换函数的图像增强算法。首先,通过线结构光相机扫描获取焊缝三维点云图像,采用改进的分段幂律变换函数对点云图像进行非线性增强,使高于和低于母材表面的缺陷都得到显著增强。随后,利用min-max标准化方法将点云z坐标标准化到[0,255]范围,并将其转换为深度图像。最后,运用对比度受限直方图均衡化方法对深度图像进行二次增强,平衡亮度的同时提升图像对比度。结果表明:该算法能有效减轻环境光源不均对图像的影响,在保持图像亮度平衡的同时,仍能突显图像细节特征并提高图像对比度。相较于直方图均衡化、拉普拉斯变换、伽马变换和对比度受限直方图均衡化算法,本文算法在边缘强度、像素均值和信息熵等方面表现更为优越。 展开更多
关键词 图像增强 幂律灰度变换 三维点云 CLAHE增强
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压力容器焊缝无损检测技术优化及应用
11
作者 项家华 《粘接》 2026年第3期871-874,879,共5页
阐述了超声波检测技术在炼化厂加氢反应器压力容器焊缝检测中的应用效果。通过优化探头参数与扫查流程,实现了15 m焊缝3.5 h高效检测。实际检出32处超标缺陷,定位精度达±1 mm,尺寸测量误差±0.5 mm。研究发现,未熔合缺陷集中... 阐述了超声波检测技术在炼化厂加氢反应器压力容器焊缝检测中的应用效果。通过优化探头参数与扫查流程,实现了15 m焊缝3.5 h高效检测。实际检出32处超标缺陷,定位精度达±1 mm,尺寸测量误差±0.5 mm。研究发现,未熔合缺陷集中于熔合线区域,夹渣主要分布在焊道层间,近底面区域存在声波干涉现象。技术应用使容器疲劳寿命提升40%以上,风险等级从ASMEⅧ级降至Ⅰ级,验证了其在保障压力容器安全运行中的核心价值。 展开更多
关键词 压力容器 焊缝检测 超声波技术 缺陷识别 安全评估
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PSA吸附塔封头环焊缝裂纹成因分析及处理措施
12
作者 严冬 马英杰 +1 位作者 陈星宇 贺肖 《特种设备安全技术》 2026年第1期9-12,共4页
本文针对某化工厂变压吸附(PSA)塔封头环焊缝出现的密集裂纹问题,通过磁粉检测、超声波检测、金相检测和静力学仿真分析,揭示了裂纹的性质与成因。研究结果表明,裂纹源于焊接工艺缺陷(未削薄过渡导致的几何不连续)与高频交变载荷的协同... 本文针对某化工厂变压吸附(PSA)塔封头环焊缝出现的密集裂纹问题,通过磁粉检测、超声波检测、金相检测和静力学仿真分析,揭示了裂纹的性质与成因。研究结果表明,裂纹源于焊接工艺缺陷(未削薄过渡导致的几何不连续)与高频交变载荷的协同作用。该研究结果不仅为吸附塔的修复提供了科学依据,也为同类装置的安全运行与检验策略优化提供了实践参考。 展开更多
关键词 变压吸附塔 疲劳裂纹 焊接缺陷 应力集中 无损检测
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特种设备承压元件裂纹缺陷等级评定与寿命不确定性研究
13
作者 李俊良 《机械管理开发》 2026年第2期254-256,共3页
针对特种设备承压元件的裂纹缺陷等级评定及寿命不确定性问题,设计一种特种设备承压元件,并且采用裂纹质量等级图进行缺陷等级评定,结合不确定性分析方法探究寿命特性,并通过性能实验验证。结果显示,研究方法与传统评定方法对样本1均评... 针对特种设备承压元件的裂纹缺陷等级评定及寿命不确定性问题,设计一种特种设备承压元件,并且采用裂纹质量等级图进行缺陷等级评定,结合不确定性分析方法探究寿命特性,并通过性能实验验证。结果显示,研究方法与传统评定方法对样本1均评定Ⅰ级,与轻微危害一致;样本2,传统方法仍评定Ⅰ级,研究方法评定Ⅱ级,符合中等危害;样本3,传统方法评定Ⅱ级,研究方法评定Ⅲ级,匹配严重危害。基于裂纹质量等级图的方法能够更准确地反映裂纹的严重程度,优于传统方法,与实际情况更为吻合。该研究旨在为特种设备承压元件的安全评估与寿命预测提供实用参考,提升设备运行的可靠性。 展开更多
关键词 特种设备 承压元件 裂纹缺陷 等级评定 寿命
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频振激励下焊接薄板薄弱点微小变形超声波信号检测
14
作者 肖峰 王小飞 严忠波 《金属加工(热加工)》 2026年第1期97-104,共8页
金属薄板在焊接过程中,其电弧等能量源会产生高频振动,这些振动会传递到焊接薄板上,形成频振激励。频振激励会使薄板焊接热影响区的焊缝松动,引发局部薄弱点出现微小变形。这种变形仅通过信号频谱的细微变化呈现,基于视觉的检测方法难... 金属薄板在焊接过程中,其电弧等能量源会产生高频振动,这些振动会传递到焊接薄板上,形成频振激励。频振激励会使薄板焊接热影响区的焊缝松动,引发局部薄弱点出现微小变形。这种变形仅通过信号频谱的细微变化呈现,基于视觉的检测方法难以捕捉,降低了检测精度。为此,在频振激励下,提出焊接薄板薄弱点微小变形超声波信号检测方法。首先,对超声波信号进行Top-Hat变换滤波处理,提取时频域特征,包括波峰平均间隔、衰减系数、能量系数及高低频分量特征;其次,将提取的时频域特征作为支持向量机(SVM)的输入,引入蜣螂优化算法优化SVM的惩罚因子参数,通过滚球行为的全局探索、繁殖行为的邻域限定、觅食行为的局部细化和偷窃行为的避免局部最优4个阶段,不断更新蜣螂种群位置以获取最优惩罚因子,结合高低频分量特征的微小变化建立最优决策函数,实现对薄板部位变形的精确检测。以矿用胶轮车吊臂焊接薄板为检测对象,展开试验验证。试验结果表明:所提方法能够准确提取薄板变形后的超声波信号时频域特征,R-square指数与皮尔逊相关系数均接近于1,验证了其高检测精度与可靠性。 展开更多
关键词 频振激励 焊接薄板 微小变形 超声波信号
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RBF神经网络预测机器人焊接变形研究
15
作者 周文杰 刘建春 +2 位作者 林剑锋 谢传䘵 李伟 《黑龙江工程学院学报》 2026年第1期35-40,47,共7页
针对机器人焊接后造成的工件平面位置偏离和角度偏离问题,结合正交实验方法设计影响焊接实验的焊接电流、电弧电压、焊接速度参数样本,利用RBF神经网络训练样本数据,通过K-means聚类、高斯函数、最小二乘法、归一化处理等方法预测工件... 针对机器人焊接后造成的工件平面位置偏离和角度偏离问题,结合正交实验方法设计影响焊接实验的焊接电流、电弧电压、焊接速度参数样本,利用RBF神经网络训练样本数据,通过K-means聚类、高斯函数、最小二乘法、归一化处理等方法预测工件偏移距离和工件偏移角度信息,获得焊接工艺参数对高温焊后工件偏移的影响规律。以大功率变压器夹件为例,槽钢为母材进行焊接和测量实验,结果表明RBF神经网络可以有效解决焊接因素的非线性问题,成功训练正交实验样本数据,并预测工件偏移信息。工件偏移距离和角度的最大绝对误差分别小于0.06 mm、0.11°。不仅将工件偏移问题控制在误差允许范围之内,还可以通过调整机器人焊接工艺参数降低焊接后工件偏移距离和角度,进而提高多种类结构件的焊接精度。 展开更多
关键词 焊接变形 神经网络 高温焊接预测 人工智能
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基于交流电磁场检测(ACFM)的不锈钢焊缝缺陷层间检测技术研究
16
作者 马迎兵 李哲 丁建喜 《电焊机》 2026年第2期63-72,82,共11页
针对核电站建设中部分重要焊接结构无法实施常规射线检测(RT)的难题,提出采用交流电磁场检测(ACFM)技术对不锈钢焊缝进行层间在线检测。研发了一套包括检测设备和探头的ACFM系统和工艺,进行了分层焊缝缺陷的模拟仿真,设计了高灵敏度窄... 针对核电站建设中部分重要焊接结构无法实施常规射线检测(RT)的难题,提出采用交流电磁场检测(ACFM)技术对不锈钢焊缝进行层间在线检测。研发了一套包括检测设备和探头的ACFM系统和工艺,进行了分层焊缝缺陷的模拟仿真,设计了高灵敏度窄底探头以适应不锈钢焊缝层间检测的需求,并通过设计含有不同类型、尺寸和位置缺陷的模拟试块,进行了ACFM检测试验,试验结果表明,ACFM技术对试块中预设的81个超标缺陷(如直径≥1.2 mm的圆形缺陷)检出率为100%,无漏检;试验中出现的24个非相关显示(误报)经确认均由焊缝表面起伏或粗糙度过大引起,可通过观察表面状态予以排除。对不锈钢焊缝进行层间ACFM检测的研究为检测焊缝内部缺陷提供了新方法和新思路。 展开更多
关键词 ACFM技术 不锈钢焊缝 层间检测 模拟试块
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人工智能在特种设备焊缝检测中的研究进展
17
作者 温家炜 刘莎 李继承 《石油和化工设备》 2026年第2期25-29,共5页
焊缝检测是保障特种设备(如锅炉、压力容器、压力管道)运行安全的重要环节。传统检测方法在效率、稳定性和智能化方面存在局限,近年来,人工智能(AI)技术在焊缝检测中取得了显著进展。本文围绕AI在特种设备焊缝检测中的关键应用,主要包... 焊缝检测是保障特种设备(如锅炉、压力容器、压力管道)运行安全的重要环节。传统检测方法在效率、稳定性和智能化方面存在局限,近年来,人工智能(AI)技术在焊缝检测中取得了显著进展。本文围绕AI在特种设备焊缝检测中的关键应用,主要包括表面形貌识别、内部缺陷检测、焊接过程监控、焊接质量结果预测、焊后性能与应力监测,梳理了当前研究现状,分析主要技术路径,并对未来的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 特种设备 焊缝检测 人工智能
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