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本文利用被动视觉传感技术采集得到了清晰的MAG焊熔池图像,进行了大量的单面焊双面成形短路过渡焊接试验,重点研究了不同熔透成形状态条件下焊接熔池视觉特征,建立了焊缝熔透成形的多参数监测体系,为焊接质量在线智能控制提供相关的试验数据和控制模型。利用工业CCD配合近红外复合滤光系统,传感采集获得了短路过渡MAG焊过程的高清晰熔池图像。利用数字图像处理技术,对熔池图像处理算法进行了优化,大大提高了程序执行的效率,满足了熔透控制的实时性需求。在已有的熔池几何形态特征参数体系基础上,提出熔池边界倾斜角0和熔池尾部轮廓角p等特征参数,设计了相关参数实现的程序,提取了不同类型熔池图像的形态特征参数,试验证明,当-5°<θ<5°时焊枪对中性良好；分析并试验研究了焊接线能量、焊缝根部间隙尺寸、板材坡口钝边尺寸以及焊接干伸长对焊缝熔透成形的影响,总结归纳出不同熔透状态对应的过程熔池形态特征规律：未熔透熔池一般呈扁圆形,熔池后拖角α>90°,尾部轮廓角β>120°；全熔透型熔池一般呈近椭圆形,熔池后拖角α<90°,尾部轮廓角β<110°；焊塌型熔池与全熔透型熔池相比较,呈更大程度的细长状椭圆形,熔池后拖角α<60°,尾部轮廓角β<80°。从过程熔池图像中焊接电弧位置和熔宽变化两个角度出发综合识别焊塌类型熔池图像,研究表明：若焊接过程中焊接电弧中心点位置在纵轴线方向下降幅度△y>10个像素,且熔池宽度收缩量△W>30个像素,综合信息将预示着焊塌现象的发生；从图像灰度分布特征出发,引入区域像素灰度均值(?),若连续帧熔池图像对应的区域像素灰度均值(?)发生陡降,且变化量△(?)>20,即可判断此时焊穿的概率极大,应进行焊穿处理或停止焊接。从采集所得的MAG单面焊双面成形熔池图像库中抽取熔透、未熔透、焊塌状态下的典型熔池图像,选用“归一离散化”方法建立不同熔透状态下熔池尾部轮廓标准化曲线模型,并提出偏差均值E和偏差标准方差ε作为判断熔池熔透类型的特征参数。根据大量的试验数据获得了基于不同熔池尾部轮廓标准曲线的特征参数阈值范围,实现了根据熔池图像形态特征即可判断对应焊缝熔透状态的所属类型。在此基础上,建立了焊接熔透成形的多参数监测控制模型,为焊接质量在线控制的实现奠定了基础。