自上世纪70年代激光技术开始应用于焊接领域以来,激光焊接以其高精度、高质量、高效率、低变形和高速度等诸多特点,在许多领域得到广泛的应用,是21世纪最受瞩目和最有发展前景的焊接技术。在造船业、金属加工业、汽车工业、航空航天业、核能业、电气工业、半导体工业、生物医学等行业,激光焊接技术都发挥着重大的作用。在激光焊接过程中,精确的自动检测出焊缝的位置非常重要,是保证焊接质量的前提。尤其随着精密工件焊接的需求及减少成本的考虑,紧密对接、无坡口、肉眼难以分辨的的微间隙焊缝的焊接问题亟待解决。由于焊接微间隙对接焊缝时无需填丝,能获得形变更小和更加均匀的焊缝接头,并能减少焊接后缺陷检测和修复的工作量,因而可显著提高经济效益和焊接效率。然而由于激光焊接的激光束光斑直径小,功率密度高,允许的焊缝路径偏差小,通常当激光束与焊缝之间的偏差大于0.2mm时,即会导致工件报废。因此自动检测和跟踪微间隙对接焊缝的技术十分重要。针对紧密对接、无坡口、肉眼难以分辨的微间隙焊缝,采用基于法拉第磁光成像的焊缝检测新方法获取焊缝位置信息。首先将试件放入事先设定好强度大小的磁场中,通过磁光传感器获取焊缝的磁光图像。由于磁场在焊缝处会发生畸变,因此在磁光图像上会呈现出焊缝过渡区域。磁光成像传感器获取焊缝磁光图像时,容易受到周围环境的影响而产生干扰,会降低拍摄图像的质量,所以采用分形维数方法解决焊缝磁光图像存在较多干扰的问题。分形维数法根据图像大视野相关信息处理图像,避免受到图像微小细节干扰对焊缝位置识别精度的影响,较传统图像处理法具有显著的抗干扰性。分别运用差分计盒维数法、双毯分形维数法、分形布朗运动模型法提取分形维数值,比较焊缝位置提取结果。对焊缝磁光图像进行滤波去噪,将图像细分成块,计算出每个图像块的不同分形维数值,再选取合适阈值对图像进行分割,准确地提取出焊缝中心位置,建立基于焊缝位置参数的系统状态方程和测量方程。应用卡尔曼滤波算法对焊缝位置进行最优状态估计,得到最小均方差条件下的焊缝偏差最优预测值。试验结果表明,运用计盒维数提取的磁光图像焊缝位置最精确,能够获取较准确的焊缝位置信息,卡尔曼滤波法的优化结果显著,为焊缝跟踪控制提供重要基础。