CN107876984A - 间隙焊接方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种间隙焊接方法及装置。其中，该方法包括：采集间隙信号，其中，间隙信号用于表示焊接物体当前存在的间隙；根据间隙信号确定是否启用送丝装置来配合激光焊接装置对间隙进行焊接。本发明解决了相关技术中采用激光焊接难以满足需要焊接的物体的接头组对间隙的要求的技术问题。

Description

间隙焊接方法及装置

技术领域

本发明涉及焊接领域，具体而言，涉及一种间隙焊接方法及装置。

背景技术

由于激光焊接具有焊接速度快，接头质量高、焊接变形小、焊接效率高等突出优势，因此在焊接时，激光焊接在中薄板材料的焊接领域应用越来越广泛。然而，激光焊接对接头的间隙尺寸要求比较严格，如果间隙过大，容易造成焊缝咬边、下塌、背面成形不良等情况，影响焊接质量。因此采用相关技术中的激光焊接难以满足接头组对间隙的要求。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种间隙焊接方法及装置，以至少解决相关技术中采用激光焊接难以满足需要焊接的物体的接头组对间隙的要求的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种间隙焊接方法，包括：采集间隙信号，其中，所述间隙信号用于表示焊接物体当前存在的间隙；根据所述间隙信号确定是否启用送丝装置来配合激光焊接装置对所述间隙进行焊接。

可选地，采集所述间隙信号包括：获取所述间隙的轮廓信息；根据所述轮廓信息生成所述间隙信号。

可选地，根据所述间隙信号确定是否启用所述送丝装置来配合所述激光焊接装置对所述间隙进行焊接包括：在所述间隙的尺寸低于预定阈值的情况下，启用所述激光焊接装置对所述间隙进行焊接；在所述间隙的尺寸不低于所述预定阈值的情况下，启用所述送丝装置来配合所述激光焊接装置对所述间隙进行焊接。

可选地，启用所述送丝装置来配合所述激光焊接装置对所述间隙进行焊接包括：根据所述间隙的尺寸确定焊接参数，其中，所述焊接参数包括：与所述激光焊接装置对应的经过调整的工艺参数，所述送丝装置的送丝速度；根据所述工艺参数和所述送丝速度对所述间隙进行焊接。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种间隙焊接装置，包括：采集单元，用于采集间隙信号，其中，所述间隙信号用于表示焊接物体当前存在的间隙；确定单元，用于根据所述间隙信号确定是否启用送丝装置来配合激光焊接装置对所述间隙进行焊接。

可选地，所述采集单元包括：获取模块，用于获取所述间隙的轮廓信息；生成模块，用于根据所述轮廓信息生成所述间隙信号。

可选地，所述确定单元包括：第一焊接模块，用于在所述间隙的尺寸低于预定阈值的情况下，启用所述激光焊接装置对所述间隙进行焊接；第二焊接模块，用于在所述间隙的尺寸不低于所述预定阈值的情况下，启用所述送丝装置来配合所述激光焊接装置对所述间隙进行焊接。

可选地，所述第二焊接模块包括：确定子模块，用于根据所述间隙的尺寸确定焊接参数，其中，所述焊接参数包括：与所述激光焊接装置对应的经过调整的工艺参数，所述送丝装置的送丝速度；焊接子模块，用于根据所述工艺参数和所述送丝速度对所述间隙进行焊接。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行上述中任意一项所述的间隙焊接方法。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述中任意一项所述的间隙焊接方法。

在本发明实施例中，可以采集间隙信号，其中，间隙信号用于表示焊接物体当前存在的间隙；并根据间隙信号确定是否启用送丝装置来配合激光焊接装置对间隙进行焊接。通过本发明实施例提供的间隙焊接方法，能够在焊接过程中实时监测需要焊接的物体的接头间隙信号，并根据该间隙信号实时调整焊接方式，解决了相关技术中采用激光焊接难以满足需要焊接的物体的接头组对间隙的要求的技术问题，提升了用户体验。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的间隙焊接方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的间隙焊接方法的优选流程图；以及

图3是根据本发明实施例的间隙焊接装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于说明，下面对本发明实施例中出现的部分名词或术语进行详细说明:

电荷耦合元件(Charge-couple Device)：又称为CCD图像传感器，是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。

激光焊接：是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。

根据本发明实施例，提供了一种间隙焊接方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的间隙焊接方法的流程图，如图1所示，该间隙焊接方法包括如下步骤：

步骤S102，采集间隙信号，其中，间隙信号用于表示焊接物体当前存在的间隙。

上述间隙信号可以用来控制下面的激光焊接装置或者送丝装置，对存在间隙的物体进行焊接。

步骤S104，根据间隙信号确定是否启用送丝装置来配合激光焊接装置对间隙进行焊接。

通过上述步骤，可以根据采集的需要焊接的物体的间隙信号，根据采集的间隙信号确定用户对上述需要焊接的物体进行焊接的方式。相对于相关技术中，在对需要焊接的物体进行焊接的过程中，由于间隙较大，通过提高加工精度、装备精度等途径均无法对间隙进行较好的焊接的弊端。通过本发明实施例提供的间隙焊接方法，能够在焊接过程中实时监测需要焊接的物体的接头间隙信号，并根据该间隙信号实时调整焊接方式，解决了相关技术中采用激光焊接难以满足需要焊接的物体的接头组对间隙的要求的技术问题，提升了用户体验。

在上述步骤S102中，采集间隙信号可以包括：获取间隙的轮廓信息；根据轮廓信息生成间隙信号。图2是根据本发明实施例的间隙焊接方法的优选的流程图，如图2所示，可以采用信号采集设备对需要焊接的物体的间隙进行实时监测，同时采用CCD图像传感器对需要焊接的物体的间隙进行监测，提取间隙轮廓信息，根据提取的轮廓信息生成间隙信号。具体地，可以根据提取的间隙轮廓信息，测量间隙的尺寸，同时将间隙的尺寸以及位置转化成间隙信号，发送到控制器，控制器对上述间隙信号进行识别并分析后，可以基于该间隙信号对需要焊接的物体的间隙进行焊接。

在上述实施例中，根据轮廓信息生成间隙信号之后，根据间隙信号确定是否启用送丝装置来配合激光焊接装置对间隙进行焊接可以包括：在间隙的尺寸低于预定阈值的情况下，启用激光焊接装置对间隙进行焊接；在间隙的尺寸不低于预定阈值的情况下，启用送丝装置来配合激光焊接装置对间隙进行焊接。如图2所示，在焊接过程中，信号采集设备实时监测间隙尺寸，将尺寸信号发送给控制器，控制器可以进行数据分析，当分析得出间隙尺寸小于某一阈值(也即是上下文中的预定阈值)时，表明需要焊接的物体间隙满足激光焊接装置的焊接要求，送丝装置不启动，激光焊接装置继续进行焊接；当分析得出间隙尺寸不小于上述某一阈值时，表明需要焊接的物体间隙不满足激光焊接装置的焊接要求，在采用激光焊接装置进行焊接会造成焊缝成形缺陷，此时需要启动送丝装置配合激光焊接装置进行焊接。其中，这里的预定阈值是可以根据需要焊接的物体的材料以及形状等来确定的，一般情况下，上述阈值可以在0.2毫米-0.3毫米范围。对于一些较厚或者不易熔化的需要焊接的材料，本发明实施例中预定阈值可以设置为0.2毫米；反之，对于一些比较薄或者比较容易熔化的需要焊接的材料，上述预定阈值可以设置为0.3毫米。

另外，在间隙的尺寸不低于预定阈值的情况下，启用送丝装置来配合激光焊接装置对间隙进行焊接，可以同时启动送丝装置以及激光焊接装置对需要焊接的物体进行焊接，也即是，上述送丝装置在送丝的同时，激光焊接装置也在对需要焊接的物体进行激光焊接。

其中，在上述分析得出间隙尺寸小于某一阈值的情况下，启用送丝装置来配合激光焊接装置对间隙进行焊接可以包括：根据间隙的尺寸确定焊接参数，其中，焊接参数包括：与激光焊接装置对应的经过调整的工艺参数，送丝装置的送丝速度；根据工艺参数和送丝速度对间隙进行焊接。另外，需要说明的是，需要焊接的物体的间隙尺寸越大，送丝装置的送丝速度越高，激光焊接装置的激光能量越大；反之，需要焊接的物体的间隙尺寸越小，送丝装置的送丝速度越低，激光焊接装置的激光能量越小。

上述影响焊接装置的焊接的工艺参数可以包括但限于：激光焊接装置的功率，光束焦斑，焊接速度，需要焊接的材料的吸收值以及保护气体。下面进行具体说明。

其中，激光焊接中存在一个激光能量密度阈值，低于此值，熔深很浅，一旦达到或超过此值，熔深会大幅度提高。只有当工件上的激光功率密度超过阈值(与材料有关)，等离子体才会产生，这标志着稳定深熔焊的进行。如果激光功率低于此阈值，工件仅发生表面熔化，也即焊接以稳定热传导型进行。而当激光功率密度处于小孔形成的临界条件附近时，深熔焊和传导焊交替进行，成为不稳定焊接过程，导致熔深波动很大。激光深熔焊时，激光功率同时控制熔透深度和焊接速度。焊接的熔深直接与光束功率密度有关，且是入射光束功率和光束焦斑的函数。一般来说，对一定直径的激光束，熔深随着光束功率提高而增加。

光束斑点大小是激光焊接的最重要变量之一，因为它决定功率密度。但对高功率激光来说，对它的测量是一个难题，尽管已经有很多间接测量技术。光束焦点衍射极限光斑尺寸可以根据光衍射理论计算，但由于聚焦透镜像差的存在，实际光斑要比计算值偏大。最简单的实测方法是等温度轮廓法，即用厚纸烧焦和穿透聚丙烯板后测量焦斑和穿孔直径。

材料对激光的吸收取决于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、热导率、熔化温度、蒸发温度等，其中最重要的是吸收率。影响材料对激光光束的吸收率的因素包括两个方面：首先是材料的电阻系数，经过对材料抛光表面的吸收率测量发现，材料吸收率与电阻系数的平方根成正比，而电阻系数又随温度而变化；其次，材料的表面状态(或者光洁度)对光束吸收率有较重要影响，从而对焊接效果产生明显作用。

焊接速度对熔深影响较大，提高速度会使熔深变浅，但速度过低又会导致材料过度熔化、工件焊穿。所以，对一定激光功率和一定厚度的某特定材料有一个合适的焊接速度范围，并在其中相应速度值时可获得最大熔深。

激光焊接过程常使用惰性气体来保护熔池，当某些材料焊接可不计较表面氧化时则也可不考虑保护，但对大多数应用场合则常使用氦、氩、氮等气体作保护，使工件在焊接过程中免受氧化。

通过本发明实施例提供的间隙焊接方法，本发明采用了间隙自适应激光焊接方法，在焊接过程中实时监测接头间隙尺寸，并根据间隙尺寸调节送丝及激光焊接工艺参数，提高了激光焊接过程对间隙尺寸的容忍度，实现了间隙尺寸在较大范围内变化条件下的激光高效稳定焊接。

本发明实施例还提供了一种间隙焊接装置，需要说明的是，本发明实施例提供的间隙焊接装置可以用于执行本发明实施例所提供的间隙焊接方法。以下对本发明实施例提供的间隙焊接装置进行介绍。

图3是根据本发明实施例的间隙焊接装置的示意图，如图3所示，该间隙焊接装置包括：采集单元31以及确定单元33。下面对该间隙焊接装置进行详细说明。

采集单元31，用于采集间隙信号，其中，间隙信号用于表示焊接物体当前存在的间隙。

确定单元33，与上述采集单元31连接，用于根据间隙信号确定是否启用送丝装置来配合激光焊接装置对间隙进行焊接。

在上述实施中，可以采用采集单元采集间隙信号，其中，间隙信号用于表示焊接物体当前存在的间隙；然后再利用与上述采集单元连接的确定单元根据上述间隙信号确定是否启用送丝装置来配合激光焊接装置对间隙进行焊接。通过本发明实施例提供的间隙焊接装置，能够在焊接过程中实时监测需要焊接的物体的接头间隙信号，并根据该间隙信号实时调整焊接方式，解决了相关技术中采用激光焊接难以满足需要焊接的物体的接头组对间隙的要求的技术问题，提升了用户体验。

在本发明一个可选的实施例中，采集单元包括：获取模块，用于获取间隙的轮廓信息；生成模块，用于根据轮廓信息生成间隙信号。

在本发明一个可选的实施例中，确定单元包括：第一焊接模块，用于在间隙的尺寸低于预定阈值的情况下，启用激光焊接装置对间隙进行焊接；第二焊接模块，用于在间隙的尺寸不低于预定阈值的情况下，启用送丝装置来配合激光焊接装置对间隙进行焊接。

在本发明一个可选的实施例中，第二焊接模块包括：确定子模块，用于根据间隙的尺寸确定焊接参数，其中，焊接参数包括：与激光焊接装置对应的经过调整的工艺参数，送丝装置的送丝速度；焊接子模块，用于根据工艺参数和送丝速度对间隙进行焊接。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，程序执行上述中任意一项的间隙焊接方法。

根据本发明实施例的另外一个方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述中任意一项的间隙焊接方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种间隙焊接方法，其特征在于，包括：

采集间隙信号，其中，所述间隙信号用于表示焊接物体当前存在的间隙；

根据所述间隙信号确定是否启用送丝装置来配合激光焊接装置对所述间隙进行焊接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集所述间隙信号包括：

获取所述间隙的轮廓信息；

根据所述轮廓信息生成所述间隙信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述间隙信号确定是否启用所述送丝装置来配合所述激光焊接装置对所述间隙进行焊接包括：

在所述间隙的尺寸低于预定阈值的情况下，启用所述激光焊接装置对所述间隙进行焊接；

在所述间隙的尺寸不低于所述预定阈值的情况下，启用所述送丝装置来配合所述激光焊接装置对所述间隙进行焊接。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，启用所述送丝装置来配合所述激光焊接装置对所述间隙进行焊接包括：

根据所述间隙的尺寸确定焊接参数，其中，所述焊接参数包括：与所述激光焊接装置对应的经过调整的工艺参数，所述送丝装置的送丝速度；

根据所述工艺参数和所述送丝速度对所述间隙进行焊接。

5.一种间隙焊接装置，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集间隙信号，其中，所述间隙信号用于表示焊接物体当前存在的间隙；

确定单元，用于根据所述间隙信号确定是否启用送丝装置来配合激光焊接装置对所述间隙进行焊接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述采集单元包括：

获取模块，用于获取所述间隙的轮廓信息；

生成模块，用于根据所述轮廓信息生成所述间隙信号。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述确定单元包括：

第一焊接模块，用于在所述间隙的尺寸低于预定阈值的情况下，启用所述激光焊接装置对所述间隙进行焊接；

第二焊接模块，用于在所述间隙的尺寸不低于所述预定阈值的情况下，启用所述送丝装置来配合所述激光焊接装置对所述间隙进行焊接。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二焊接模块包括：

确定子模块，用于根据所述间隙的尺寸确定焊接参数，其中，所述焊接参数包括：与所述激光焊接装置对应的经过调整的工艺参数，所述送丝装置的送丝速度；

焊接子模块，用于根据所述工艺参数和所述送丝速度对所述间隙进行焊接。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，所述程序执行权利要求1至4中任意一项所述的间隙焊接方法。

10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至4中任意一项所述的间隙焊接方法。