激光焊接熔池温度场及其变化对焊接过程状态及其质量有很大影响。论文通过对熔池温度场的分析,基于数字图像处理技术,利用正反两面熔池图片和焊缝接头组织轮廓图片,重建了熔池的三维温度场,为激光焊接机理的研究提供了借鉴。本文首先基于激光焊接机理以及辐射测温理论,探讨了熔池平面温度场的重建方法。依据对熔池温度场的分析,提出一种基于灰度均值来获取平面熔池的各条等温线的算法;采用二次曲线修正的方法消除了光致等离子体以及飞溅熔滴的影响;利用熔池等温线的先验信息,使用几何图形表示方法对熔池等温线进行了规整化,大大减少了数据量;采用基于极坐标的填充方式,重建了平面温度场,获取了各等温面的特征参数。然后在平面熔池处理基础上,使用基于切片的三维重建方法,利用熔池正反表面处理结果以及焊缝接头组织轮廓提取结果,重建了熔池立体温度场,获取了各个剖面的温度场信息;并通过斜二侧视图的方法得到了立体熔池的三维视图。最后,基于LabWindows/CVI开发平台,开发了一套《激光焊接熔池温度场的三维重构》软件系统。此软件可实现图像预处理,平面熔池等温线的获取,平面熔池温度场的重建,立体温度场的重建及显示。利用所设计的软件系统对实际获取的熔池图片进行分析与处理,得到的结果较好地反映了熔池的形态和温度场的分布。