【摘要】：熔池三維表面的研究工作日益受到關(guān)注,尤其是TIG焊熔池表面變化速度快,以及熔池表面的類鏡面特性及強弧光的干擾等,一直給許多研究者在熔池方面的研究工作帶來了一定的困難。本文對于目前主要運用于TIG熔池三維表面研究的方法及其優(yōu)缺點進行了綜述,此外,也闡述了數(shù)值模擬方法運用于熔池三維表面研究的進展。
【圖文】：

叻椒ê禿焱獯鄒蟹椒ǘ寄芄換竦煤阜烊?透信息，但無法實時測量熔池高度信息[6]。實現(xiàn)熔池三維信息恢復最好的方法是視覺傳感法。目前運用于焊接熔池三維重構(gòu)的主要方法有結(jié)構(gòu)光三維視覺法、陰影恢復形狀法以及雙目立體視覺法[7-8]。1.1結(jié)構(gòu)光三維視覺法結(jié)構(gòu)光三維視覺法是由美國Kentucky大學的張裕明教授提出來的一種熔池觀測方法。張裕明教授等人對焊接熔池表面三維重構(gòu)方面利用視覺傳感方法進行了一系列研究工作，在結(jié)構(gòu)激光的基礎(chǔ)上進行熔池表面三維研究并獲得了較好的研究成果[9-16]，，視覺傳感原理如圖1所示[17]。艾孝譜等人[18]提出了一種基于光柵條紋反射和傅里葉變換輪廓術(shù)的測量新方法，計算出了熔池前部的表面形貌，試驗原理和計算結(jié)果如圖2和圖3所示；張廣軍等人[19]利用小功率的結(jié)構(gòu)光條紋激光反射圖像來反映TIG焊熔池表面形貌，如圖4所示。1.2陰影恢復形狀法在20世紀70年代，美國科學家Horn提出了陰影恢復法(shapefromshading,SFS)，利用單個圖像中的物體表面的明暗變化信息或圖像的灰度信息來恢復其表面各點的相對高度或表面法向量等參數(shù)值，利用建立的物體表面反射模型與圖像明暗亮度、物體表面幾何形狀的約束關(guān)系，聯(lián)立這些約束關(guān)系可求解出所檢測的物體表面的三維形狀。表面重建問題利用該方法只需要單個圖像就可解決，其需要解決的關(guān)鍵技術(shù)是建立反射圖模型以及求解所建立的反射圖方程[20]。目前國內(nèi)外對陰影恢復形狀法有很多的研究。陳善本等人[21]將SFS方法引入到焊接熔池表面高度信息測量上，分析了熔池的凹凸面圖像信息，并基于恢復算法，對熔池表面進行了恢復計算，計算結(jié)果如圖5所示。上海交通大學李來平等人[22-23]分析了焊接過程中的熔池表面成像特?

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