304不锈钢快频脉冲TIG焊的熔透识别与闭环控制

作者：李柳熠; 陈浩宇; 董荧; 王振民

来源：电焊机, 2023, 53(09): 47-54+60.

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2023.09.06

• 快频脉冲TIG焊
• 熔池图像
• 熔透识别
• 知识蒸馏
• 模糊控制

焊缝熔透的识别与控制对提高快频脉冲TIG焊（Fast-frequency Pulsed Tungsten Inert Gas welding,FFP-TIG welding）的焊接质量和自动化水平具有重要意义。熔池图像可以作为卷积神经网络（Convolution Neural Network,CNN）的输入来识别熔透状态，但模型往往较为复杂，难以部署于工业边缘设备中，同时缺乏基于识别结果的熔透状态控制方法。针对该问题，搭建视觉传感系统来构建304不锈钢FFP-TIG焊熔池图像数据集，包括未熔透、适度熔透和过度熔透三种标签；开发基于知识蒸馏（Knowledge Distillation,KD）的熔透识别模型，利用MobileNetV2作为教师模型，用于训练自定义的学生模型ResNet-KD；基于ResNet-KD的softmax层输出向量设计模糊控制器，实时调整快频基值电流，实现熔透状态的闭环控制。结果表明，ResNet-KD在验证集上的准确率达到了97.60%，在预设电流、变散热及热量积累的工况下，模糊控制器均有良好的性能。

• 单位
  华南理工大学