一种St12钢板的激光焊工艺及其焊接质量控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种St12钢板的激光焊工艺及其焊接质量控制系统，焊接工艺为单面焊双面成形，工艺参数包括激光功率、吸收率、气体压力、焊接速度、光斑直径、离焦量、透镜焦距，所有焊缝均垂直于板材轧制方向，所述激光功率为1530W；所述焊接速度为2.0m/min；所述光斑直径为0.3mm。有益效果：本发明专利技术与现有技术相比，St12钢板激光焊的质量高，焊接质量控制系统简便易行，稳定性高，可以推广应用于各种新型、超级强韧化材料的激光焊接应用领域，其预测结果有助于技术人员改进现有生产的工艺，为提高各种新型、超级强韧化材料拼焊板的最终性能提供可靠依据。

【技术实现步骤摘要】

该专利技术涉及一种激光焊工艺，特别涉及St12钢板的激光焊工艺；本专利技术还涉及此种激光焊工艺焊接质量的控制系统。
技术介绍
激光拼焊板是将两块或两块以上具有不同机械性能、镀层和厚度的板料通过激光焊接在一起，以得到具有理想强度和刚度的轻型板料。拼焊板应用具有许多优点：降低车身重量以减少尾气排放和满足环保要求；增加车身刚度，提高汽车耐撞性；将不同性能/镀层/厚度的板料“裁剪”在一起，增强车身设计的灵活性等。超轻型钢制车体(UltraLightSteelAutoBody/ULSAB)由于使用了四倍于普通车型的拼焊板用量，故使其车身自重大幅降低到75％，而抗扭刚度提高了65％，此外，振动特性和弯曲刚度都获得了显著改善。但长期以来，各种板材的激光焊接工艺模拟、优化及其材质控制主要通过实物试验来探索确定，这必将耗费大量的人力、物力和时间。若能利用计算模拟技术和组织预测技术，则可及时调整并优化工艺，继而实现对板材焊缝及其热影响区的材质控制。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术为了克服上述现有技术存在的缺点提出的，其旨在提供一种焊接质量高的St12钢板激光焊工艺，并提供一种有效控制焊接质量的控制系统。技术方案：本专利技术提供了一种St12钢板的激光焊工艺，焊接设备为PRC－Laser2.5KW快速轴流CO2激光拼焊设备，焊接工艺为单面焊双面成形，工艺参数包括激光功率、吸收率、气体压力、焊接速度、光斑直径、离焦量、透镜焦距，其中吸收率为0.7，气体压力为2.0bar，离焦量0mm，焊接用透镜的焦距为127mm，并且所有焊缝均垂直于板材轧制方向，其特征在于：所述激光功率为1530W；所述焊接速度为2.0m/min；所述光斑直径为0.3mm。为了有效控制焊接质量，保证焊接质量的稳定性，本专利技术还提供了一种焊接质量控制系统，包括SQLServer2000数据库、前处理模块、焊缝及其热影响区晶粒尺寸预测模块、后处理模块组成；前处理模块从SQLServer2000数据库中读取激光焊接过程所需的工艺参数，为后续流程提供初始条件；焊缝及其热影响区晶粒尺寸预测模块完成对激光焊接过程各种工艺状态的模拟，预测出拼焊板最终的焊缝/热影响区晶粒尺寸；最后由后处理模块完成焊接过程模拟及结果的显示输出，所述焊缝及其热影响区晶粒尺寸预测模块包括PLS预测模块和预测检验模块；所述PLS预测模块输出变量预测值，进行误差平方和最小化处理；所述预测检验模块分析预测值并与实物试验值进行对比。优选项，考虑到模型空间的简化以及模型兼容、集成和今后焊接母材拓展的结构化需求，所述PLS预测模块的输入变量为激光功率、焊接速度、光斑直径和离焦量。有益效果：本专利技术与现有技术相比，St12钢板激光焊的质量高，焊接质量控制系统简便易行，稳定性高，可以推广应用于各种新型、超级强韧化材料的激光焊接应用领域，其预测结果有助于技术人员改进现有生产的工艺，为提高各种新型、超级强韧化材料拼焊板的最终性能提供可靠依据。附图说明图1为焊接质量控制总体系统流程框图。图2为焊缝及其热影响区晶粒尺寸预测模型建立流程框图。具体实施方式下面结合具体实例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不仅限于以下实例。一种St12钢板的激光焊工艺，焊接设备为PRC－Laser2.5KW快速轴流CO2激光拼焊设备，焊接工艺为单面焊双面成形，工艺参数包括激光功率、吸收率、气体压力、焊接速度、光斑直径、离焦量、透镜焦距，其中吸收率为0.7，气体压力为2.0bar，离焦量0mm，焊接用透镜的焦距为127mm，并且所有焊缝均垂直于板材轧制方向，其特征在于：所述激光功率为1530W；所述焊接速度为2.0m/min；所述光斑直径为0.3mm。基于有限元和PLS方法，建立的控制激光焊接质量的控制系统需要实现的功能如下：㈠利用原始数据，调用PLS方法建立预测模型；㈡焊缝区晶粒尺寸预测、热影响区晶粒尺寸预测；㈢对所建模型进行预测精度检验；㈣系统的升级、系统数据库的保密、调用。因此，焊接质量的控制系统包括SQLServer2000数据库1、前处理模块2、焊缝及其热影响区晶粒尺寸预测模块3、后处理模块4组成；前处理模块2从SQLServer2000数据库1中读取激光焊接过程所需的工艺参数，为后续流程提供初始条件；焊缝及其热影响区晶粒尺寸预测模块3完成对激光焊接过程各种工艺状态的模拟，预测出拼焊板最终的焊缝/热影响区晶粒尺寸；最后由后处理模块4完成焊接过程模拟及结果的显示输出。SQLSever2000数据库1包含了拼焊板母材的基本信息，如材料牌号、化学成分、母材厚度、焊件尺寸、材料熔点等物理性能参数、焊接工艺参数及其它系统所需数据。前处理模块2首先从SQLServer2000数据库1中读取焊接工艺参数，包括：焊接的母材牌号、成分、母材厚度、焊件尺寸、熔点(T0)、AC1点、激光功率、焊接速度、光斑直径、线能量、离焦量、焦距、吸热系数等焊接工艺参数。如读取无误，则转入焊缝及其热影响区晶粒尺寸预测模块3；如有错误，则可返回重新读取工艺参数。所述焊缝及其热影响区晶粒尺寸预测模块3包括PLS预测模块31和预测检验模块32；所述PLS预测模块31输出变量预测值，进行误差平方和最小化处理；所述预测检验模块32分析预测值并与实物试验值进行对比。后处理模块4显示输出计算据结果，采用表格、曲线、动画等多种方式对各预测模块的结果进行输出。通过对20个实际焊件的焊接工艺试验，专利技术人认为激光功率、焊接速度、光斑直径和离焦量对激光拼焊板材质影响较大，故添加此四项变量为PLS预测模块31的输入变量，数据对比如表1所示。表1St12钢焊缝区、热影响区晶粒尺寸预测值与实际值该生产工艺实例的焊接质量控制模型应用结果表明，St12钢焊件的产品合格率提高了8%，且拼焊板的抗拉强度、延伸率的数值分布更为集中。上面对本专利技术的实施方式作了详细说明，但是本专利技术并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，不脱离本专利技术构思作出的各种变化，仍落在本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种St12钢板的激光焊工艺，焊接设备为PRC－Laser2.5KW快速轴流CO2激光拼焊设备，焊接工艺为单面焊双面成形，工艺参数包括激光功率、吸收率、气体压力、焊接速度、光斑直径、离焦量、透镜焦距，其中吸收率为0.7，气体压力为2.0bar，离焦量0mm，焊接用透镜的焦距为127mm，并且所有焊缝均垂直于板材轧制方向，其特征在于：所述激光功率为1530W；所述焊接速度为2.0m/min；所述光斑直径为0.3mm。

【技术特征摘要】
1.一种St12钢板的激光焊工艺，焊接设备为PRC－Laser2.5KW快速轴流CO2激光拼焊设备，焊接工艺为单面焊双面成形，工艺参数包括激光功率、吸收率、气体压力、焊接速度、光斑直径、离焦量、透镜焦距，其中吸收率为0.7，气体压力为2.0bar，离焦量0mm，焊接用透镜的焦距为127mm，并且所有焊缝均垂直于板材轧制方向，其特征在于：所述激光功率为1530W；所述焊接速度为2.0m/min；所述光斑直径为0.3mm。2.一种保证权利要求1所述激光焊工艺的焊接质量控制系统，包括SQLServer2000数据库(1)、前处理模块(2)、焊缝及其热影响区晶粒尺寸预测模块(3)、后处理模块(4)组成；前处理模块(2)从SQ...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚伟，
申请(专利权)人：姚伟，
类型：发明
国别省市：江苏;32