一种摆动激光焊接等效热源建模方法及摆动激光焊接仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种摆动激光焊接等效热源建模方法，包括：构建实际激光焊接热源在不同摆动轨迹、摆动频率和摆动幅度下的能量分布云图；沿热源中心位置方向提取能量分布曲线，获取多个目标兴趣点的空间位置信息；针对每个目标兴趣点分别构建等效高斯热源模型；对高斯热源模型与实际激光焊接热源进行吻合度验证，将验证通过的高斯热源模型作为实际激光焊接热源的等效热源模型。本发明专利技术还提供一种摆动激光焊接仿真方法，采用前述的建模方法构建等效热源模型，并基于等效热源模型进行焊接仿真。本发明专利技术能够极大地缩短摆动激光焊接仿真时热源校核周期，提高整个摆动激光焊接的仿真效率。提高整个摆动激光焊接的仿真效率。提高整个摆动激光焊接的仿真效率。

【技术实现步骤摘要】
一种摆动激光焊接等效热源建模方法及摆动激光焊接仿真方法


[0001]本专利技术涉及一种摆动激光焊接等效热源建模方法及摆动激光焊接仿真方法，属于激光焊接


技术介绍

[0002]在焊接领域中，由于焊接工艺的摸索以及焊后变形预测都较为困难，因此也需引入计算仿真手段。通过数值模拟的方式研究焊接过程，从而指导焊接工艺，实现焊接变形及缺陷的有效控制。
[0003]摆动激接技术作为一种近年来新兴的焊接方法，其利用振镜技术实现光束运动从而改变热源能量分布，起到提高焊接质量的效果。但与此同时，摆动光束使得焊接过程更加复杂，其工艺窗口的获取以及变形预测等更为困难。仿真模拟技术则可以有效改善这一现象。
[0004]从原理上来讲，不论是面热源，还是体热源，亦或是兼具面热源和体热源的组合热源均可引用于摆动激光焊接仿真过程中，但应该指出，大多模型中为使其与实际焊接过程更为接近，通常需对热源模型进行修正，从而引入许多修正参数。这些修正参数的设置虽然提高了热源模型的精度，但并不适用于摆动激光焊接过程。摆动光束要求热源坐标随时间进行一定的运动，直接代入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摆动激光焊接等效热源建模方法，其特征在于，所述方法包括：根据待建模实际激光焊接热源的热源参数，构建单位时间内实际激光焊接热源在不同摆动轨迹、摆动频率、摆动幅度和摆动速度下的能量分布云图；在能量分布云图中，沿热源中心位置方向提取能量分布曲线；在所述能量分布曲线上选取多个目标兴趣点，并确定各所述目标兴趣点的空间位置信息；根据目标兴趣点的空间位置信息及所述能量分布曲线的特征，分别为各目标兴趣点构建对应的等效高斯热源模型，并根据实际激光焊接热源的能量分布确定所述高斯热源模型的热源功率及热源半径；对所述高斯热源模型与实际激光焊接热源进行吻合度验证，将验证通过的高斯热源模型作为实际激光焊接热源的等效热源模型。2.根据权利要求1所述的摆动激光焊接等效热源建模方法，其特征在于，所述实际激光焊接热源包括圆柱体热源、圆锥体热源、双椭球热源、面热源中的任一种或多种组合。3.根据权利要求1所述的摆动激光焊接等效热源建模方法，其特征在于，所述目标兴趣点的空间位置信息包括能量分布云图中两个能量密度最大位置的位置点坐标和一个能量密度最小位置的位置点坐标。4.根据权利要求1所述的摆动激光焊接等效热源建模方法，其特征在于，所述热源参数包括热源功率、热源半径和热源中心位置。5.根据权利要求1所述的摆动激光焊接等效热源建模方法，其特征在于，对所述高斯热源模型与实际激光焊接热源进行吻合度验证的方法包括：构建所述高斯热源模型的能量分布云图，与实际激光焊接热源的能量分布云图对比，对比内容包括热源作用范围、能量密度最大位置的位置点坐标和能量密度最小位置的位置点坐标，获取云图验证吻合度；将所述高斯热源模型代入焊接仿真模型，获取焊接过程热场分布，与实际焊缝横截面形貌对比，获取焊缝形貌验证吻合度；仅当云图验证吻合度和焊缝形貌验证吻合度均大于设定吻合度阈值时，吻合度验证通过。6.根据权利要求5所述的摆动激光焊接等效热源建模方法，其特征在于，所述设定吻合度阈值为90％。7.根据权利要求1所述的摆动激光焊接等效热源建模方法，其特征在于，所述高斯热源模型根据下述表达式构建获取：q
i+1
(x,y,z)＝A i+1
f
...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭根琛，卢长煜，孟政宇，侯庆磊，
申请(专利权)人：徐州徐工环境技术有限公司，
类型：发明
国别省市：