中厚板的焊接在船舶、航空航天等制造业中应用广泛,采用激光焊接可有效提高效率以及焊缝质量。光纤激光焊接具有高效率、高功率、高光束质量等优点,相比于传统弧焊,可以更高的效率获得深宽比大,热影响区小,接头质量高的焊缝成型。但在中厚板激光焊接过程中,由于板厚的增加,熔池内能量传递以及质量流变也相应的更为复杂,极易出现各种焊接缺陷。其中,焊缝未熔透极为常见且会极大程度的决定最终焊缝质量,因此对焊接过程中熔透状态的监测,可及时发现问题并修正,有效的保证焊缝成型质量,并且在中厚板焊接自动化应用中具有重要意义。在焊接过程监测传感器中,视觉传感器因其可采集信息量大,采集方式非接触式,采集内容直观而受到广泛关注与研究。本文通过Basler工业相机以及Photonfocus高速相机搭建了光纤激光焊接过程双相机同步触发采集系统以及高速摄影系统,对焊接过程中不同熔透状态下的图像进行了采集。采用比色测温法,结合双相机同步触发采集系统,对焊接过程中不同熔透状态下熔池温度场信息进行了计算。研究发现,激光焊接过程中,焊接状态改变时,熔池流动形式也会随之改变,从而影响熔池轮廓形态及温度场。熔透时,熔池尾部平均温度较高,且轮廓较圆滑。而当焊缝处于未熔透状态时,其熔池尾部将呈现收缩窄小的形态,表面平均温度将降低。根据熔池温度场及熔池轮廓形态信息,结合熔池内液态金属流动方式提出了熔透与未熔透时熔池流动方试变化的模型,分析了熔池熔透状态对熔池形态的影响机理。通过高速摄影对光纤激光焊接过程熔池图像进行采集,获得了焊接过程连续图像。根据熔池在不同熔透状态下的轮廓特征,设计并提取了熔池轮廓特征参数:金属蒸汽辐射量,熔池尾部面积、后拖角和长宽比。对每个特征参数提取均值、累积幅值比、变异系数及相对极差4个指标量,共16个焊接过程指标量。采用主成分法对16个指标量进行降维分析,分别提取得到不同板厚以及不同激光功率下各4个主成分,对主成分进一步计算提取不同焊接参数下综合指标量Y₁、Y₂。其结果显示,通过实验所提取特征参数及指标量计算得到的综合指标,可以有效的识别熔透与未熔透焊接过程。