激光焊接系统、激光焊接控制方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本申请涉及一种激光焊接系统、激光焊接控制方法、装置及存储介质，属于焊接技术领域，该系统包括：工作台、放置在工作台上的垫板，垫板用于放置至少两个相互对接的第一板材和第二板材，且第一板材和第二板材之间不等厚；以及具有扫描功能的激光焊接装置，在焊接过程中沿与焊接方向相垂直的方向进行激光扫描，以对第一板材和第二板材的对接接口处进行焊接；激光焊接装置在至少两个不同的激光扫描位置对应的激光输出功率不同；可以解决使用双光束激光对不等厚板材进行激光焊接时，由于激光能量的分配不够灵活，导致存在未熔合、存在气孔等焊接缺陷的问题；可以在扫描的同时控制不同激光扫描位置的激光输出功率实现不等厚板对接的高质量焊接。

【技术实现步骤摘要】
激光焊接系统、激光焊接控制方法、装置及存储介质
本申请涉及一种激光焊接系统、激光焊接控制方法、装置及存储介质，属于焊接

技术介绍
激光焊接(或称激光拼焊)是采用激光热源将不同种类、不同厚度、不同大小的板材通过焊接方式连接成一块整体板材的技术。比如：通过激光焊接方式对不等厚的板材进行焊接。由于不等厚的两个板材在对接接口处的厚度不同，因此，融化所需的能量不同。因此，通过激光输出功率不变的方式对不等厚的两个板材进行激光焊接时，会出现焊接过程不稳定，厚板侧未熔合、薄板侧焊穿等成形问题。为了控制薄板侧和厚板侧的能量分布，在一种典型的焊接方法中，采用并列双光束激光焊来焊接不等厚板，使照射在厚板上的激光束能量增大，照射在薄板上的激光束能量减小，以控制薄板侧和厚板侧的熔化量，改善焊缝成形。然而，双光束激光仅能实现激光能量在两个点上的分配，不能实现在整个焊接区域内的分配，因此，通过双光束激光对不等厚板材进行焊接时还存在未熔合、存在气孔等焊接缺陷。
技术实现思路
本申请提供了一种激光焊接系统、激光焊接控制方法、装置及存储介质，可以解决使用双光束激光对不等厚板材进行激光焊接时，由于激光能量的分配不够灵活，导致存在未熔合、存在气孔等焊接缺陷的问题。本申请提供如下技术方案：第一方面，提供一种激光焊接系统，所述系统包括：工作台；放置在所述工作台上的垫板，所述垫板用于放置至少两个相互对接的第一板材和第二板材，且所述第一板材和所述第二板材之间不等厚；具有扫描功能的激光焊接装置，在焊接过程中沿与焊接方向相垂直的方向进行激光扫描，以对所述第一板材和所述第二板材的对接接口处进行焊接；所述激光焊接装置在至少两个不同的激光扫描位置对应的激光输出功率不同。可选地，按照所述至少两个不同的激光扫描位置对应的激光输出功率焊接后，所述第一板材和所述第二板材之间的焊缝满足期望焊接标准。可选地，所述期望焊接标准包括：所述焊缝正面咬边或塌陷小于预设阈值；以及，所述焊缝背面对接接口处完全融合。可选地，激光扫描的扫描轨迹上的各个扫描位置对应的激光输出功率基于最大激光输出功率确定；所述最大激光输出功率与激光焊接速度、所述第一板材对应的热物理性能系数、以及所述第一板材的厚度相关；其中，所述第一板材的厚度大于所述第二板材的厚度。可选地，相邻两个激光扫描位置之间的激光输出功率均匀变化。可选地，所述激光焊接装置的扫描轨迹包括位于所述第一板材上的第一区域和位于所述第二板材上的第二区域；每个第一激光扫描位置对应的激光输出功率为：所述第一激光扫描位置对应的第一权重和所述最大激光输出功率的乘积；所述第一激光扫描位置的第一扫描距离与所述第一权重呈负相关关系；每个第二激光扫描位置对应的激光输出功率为：所述第二激光扫描位置对应的第二权重、板材厚度之比和所述最大激光输出功率的乘积；所述第二激光扫描位置的第二扫描距离与所述第二权重呈负相关关系；所述板材厚度之比为所述第二板材的厚度与所述第一板材的厚度之比；对接接口上的第三激光扫描位置对应的激光输出功率为：第一板材的厚度和第二板材的厚度之和除以所述第一板材的厚度的2倍后，与第三权重和所述最大激光输出功率的乘积。可选地，所述扫描轨迹为周期性的扫描轨迹；所述扫描轨迹上包括至少两个激光扫描位置，所述至少两个激光扫描位置按照所述扫描轨迹的周期设置。可选地，所述激光焊接装置的激光输出轴线与对接接口所在平面之间的夹角与板材厚度差呈正相关关系；所述板材厚度差为所述第一板材的厚度与所述第二板材的厚度之差的绝对值。可选地，所述垫板包括第一垫板和第二垫板，所述第一垫板用于放置所述第一板材、所述第二垫板用于放置所述第二板材；其中，所述第一垫板和所述第二垫板之间具有间隙，所述第一板材和所述第二板材的对接接口位于所述间隙内。可选地，所述第一板材和所述第二板材的对接接口位于所述间隙的中心。可选地，所述第一垫板的厚度和所述第二垫板的厚度相同。可选地，所述系统还包括第一压板和第二压板；所述第一压板放置在所述第一板材上，以压紧所述第一板材；所述第二压板放置在所述第二板材上，以压紧所述第二板材。第二方面，提供一种激光焊接控制方法，用于第一方面所述的系统中，所述方法包括：获取每个激光扫描位置对应的激光输出功率；其中，至少两个不同的激光扫描位置对应的激光输出功率不同；在焊接过程中按照每个激光扫描位置对应的激光输出功率，沿与焊接方向相垂直的方向进行激光扫描，以对所述第一板材和所述第二板材的对接接口处进行焊接。可选地，所述获取每个激光扫描位置对应的激光输出功率，包括：获取所述激光焊接装置的激光焊接速度、所述第一板材对应的热物理性能系数和所述第一板材的厚度；其中，所述第一板材的厚度大于所述第二板材的厚度；基于所述激光焊接速度、所述热物理性能系数和所述第一板材的厚度的乘积计算最大激光输出功率；基于所述最大激光输出功率确定每个激光扫描位置对应的激光输出功率。可选地，所述基于所述最大激光输出功率确定每个激光扫描位置对应的激光输出功率，包括：设置相邻两个激光扫描位置之间的激光输出功率均匀变化。可选地，所述激光焊接装置的扫描轨迹包括位于所述第一板材上的第一区域和位于所述第二板材上的第二区域；所述基于所述最大激光输出功率确定每个激光扫描位置对应的激光输出功率，包括：设置每个第一激光扫描位置对应的激光输出功率为：所述第一激光扫描位置对应的第一权重和所述最大激光输出功率的乘积；所述第一激光扫描位置的第一扫描距离与所述第一权重呈负相关关系；所述第一激光扫描位置位于所述第一区域；设置每个第二激光扫描位置对应的激光输出功率为：所述第二激光扫描位置对应的第二权重、板材厚度之比和所述最大激光输出功率的乘积；所述第二激光扫描位置的第二扫描距离与所述第二权重呈负相关关系；所述板材厚度之比为所述第二板材的厚度与所述第一板材的厚度之比；所述第二激光扫描位置位于所述第二区域；设置对接接口上的每个第三激光扫描位置对应的激光输出功率为：第一板材的厚度和第二板材的厚度之和除以所述第一板材的厚度的2倍后，与第三权重和所述最大激光输出功率的乘积。可选地，所述扫描轨迹为周期性的扫描轨迹；所述获取每个激光扫描位置对应的激光输出功率，包括：按照所述扫描轨迹的周期设置至少两个激光扫描位置；设置所述至少两个激光扫描位置对应的激光输出功率。可选地，所述沿与焊接方向相垂直的方向进行激光扫描，包括：获取所述激光焊接装置的激光输出轴线与对接面之间的夹角，所述夹角与板材厚度差呈正相关关系；其中，所述对接面为所述第一板材与所述第二板材对接后，由对接接口形成的平面；所述板材厚度差为所述第一板材的厚度与所述第二板材的厚度之差的绝对值；按照所述夹角沿与焊接方向相垂直的方向进行激光扫描。第三方面，提供一种激光焊接控制装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光焊接系统，其特征在于，所述系统包括：/n工作台；/n放置在所述工作台上的垫板，所述垫板用于放置至少两个相互对接的第一板材和第二板材，且所述第一板材和所述第二板材之间不等厚；/n具有扫描功能的激光焊接装置，在焊接过程中沿与焊接方向相垂直的方向进行激光扫描，以对所述第一板材和所述第二板材的对接接口处进行焊接；所述激光焊接装置在至少两个不同的激光扫描位置对应的激光输出功率不同。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光焊接系统，其特征在于，所述系统包括：
工作台；
放置在所述工作台上的垫板，所述垫板用于放置至少两个相互对接的第一板材和第二板材，且所述第一板材和所述第二板材之间不等厚；
具有扫描功能的激光焊接装置，在焊接过程中沿与焊接方向相垂直的方向进行激光扫描，以对所述第一板材和所述第二板材的对接接口处进行焊接；所述激光焊接装置在至少两个不同的激光扫描位置对应的激光输出功率不同。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，按照所述至少两个不同的激光扫描位置对应的激光输出功率焊接后，所述第一板材和所述第二板材之间的焊缝满足期望焊接标准。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述期望焊接标准包括：
所述焊缝正面咬边或塌陷小于预设阈值；以及，
所述焊缝背面对接接口处完全融合。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，激光扫描的扫描轨迹上的各个扫描位置对应的激光输出功率基于最大激光输出功率确定；所述最大激光输出功率与激光焊接速度、所述第一板材对应的热物理性能系数、以及所述第一板材的厚度相关；其中，所述第一板材的厚度大于所述第二板材的厚度。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，相邻两个激光扫描位置之间的激光输出功率均匀变化。


6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述激光焊接装置的扫描轨迹包括位于所述第一板材上的第一区域和位于所述第二板材上的第二区域；
每个第一激光扫描位置对应的激光输出功率为：所述第一激光扫描位置对应的第一权重和所述最大激光输出功率的乘积；所述第一激光扫描位置的第一扫描距离与所述第一权重呈负相关关系；
每个第二激光扫描位置对应的激光输出功率为：所述第二激光扫描位置对应的第二权重、板材厚度之比和所述最大激光输出功率的乘积；所述第二激光扫描位置的第二扫描距离与所述第二权重呈负相关关系；所述板材厚度之比为所述第二板材的厚度与所述第一板材的厚度之比；
对接接口上的第三激光扫描位置对应的激光输出功率为：第一板材的厚度和第二板材的厚度之和除以所述第一板材的厚度的2倍后，与第三权重和所述最大激光输出功率的乘积。


7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述扫描轨迹为周期性的扫描轨迹；所述扫描轨迹上包括至少两个激光扫描位置，所述至少两个激光扫描位置按照所述扫描轨迹的周期设置。


8.根据权利要求1至7任一所述的系统，其特征在于，所述激光焊接装置的激光输出轴线与对接接口所在平面之间的夹角与板材厚度差呈正相关关系；所述板材厚度差为所述第一板材的厚度与所述第二板材的厚度之差的绝对值。


9.根据权利要求1至7任一所述的系统，其特征在于，所述垫板包括第一垫板和第二垫板，所述第一垫板用于放置所述第一板材、所述第二垫板用于放置所述第二板材；
其中，所述第一垫板和所述第二垫板之间具有间隙，所述第一板材和所述第二板材的对接接口位于所述间隙内。


10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一板材和所述第二板材的对接接口位于所述间隙的中心。


11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一垫板的厚度和所述第二垫板的厚度相同。


12.根据权利要求1至7任一所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第一压板和第二压板；
所述第一压板放置在所述第一板材上，以压紧所述第一板材；
所述第二压板放置在所述第二板材上，以压紧所述第二板材。


13.一种激光焊接控制方法，其特征在于，用于权利要求1至12任一所述的系统中，所述方法包括：
获取每个激光扫描位置对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：范霁康，宋友民，韦玮，明晓芳，郭瑞·弗拉基米尔，
申请(专利权)人：昆山华恒焊接股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32