一种考虑焊口温度场变化的智能预热闪光对焊方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑焊口温度场变化的智能预热闪光对焊方法，包括装夹、闪平阶段、预热阶段、连续闪光阶段、顶锻阶段和复位阶段。在闪平阶段，根据焊接电流I

【技术实现步骤摘要】
一种考虑焊口温度场变化的智能预热闪光对焊方法


[0001]本专利技术涉及机械加工技术，尤其涉及一种根据焊口温度场变化控制预热闪光对焊的方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，闪光对焊技术的应用日益广泛，对焊缝的强度、焊接效率与能耗的要求也越来越高。获得优质焊缝的关键是在顶锻前的连续闪光过程中在焊口附近建立一致的温度场，但由于焊件初始温度及电网电压的波动、焊件对齐角度偏差等随机因素的影响，使得在焊口附近建立稳定一致的温度场变得异常困难或需要耗费较长的时间及较多的材料与能量。
[0003]中国专利202111432144.0公开了一种短路预热的闪光焊接方法，在闪平阶段中通过闪光爆破使得钢轨待焊截面平整、清洁；短路预热阶段通过设定循环接触和分开的预定次数、接触时间、分开时间、施加电压等参数将钢轨的端面加热到足够的温度。该方法在闪平阶段通过闪光爆破对于不同平整程度和倾斜角度的焊件，容易造成材料消耗和能源消耗；预热阶段没有考虑实际的工况，如焊件初始温度不同及焊接电压的变化造成的焊接质量波动、焊接过程不稳定的问题，容易导致加热过度从而造成材料烧损。
[0004]中国专利202110450016.2公开了一种闪光焊接方法，在顶锻之后的保压冷却步骤中通过保持顶紧力，以而完成接合区热塑性金属的相变过程，获得固态焊接接头。该方法在顶锻阶段无法根据实际焊件的冷却过程准确控制顶锻保持时长，易造成时间浪费、焊接效率不高等问题。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术旨在提供一种根据焊口温度场的变化动态调整控制预热闪光对焊的方法。
[0006]技术方案：本专利技术所述考虑焊口温度场变化的智能预热闪光对焊方法，包括装夹、闪平阶段、预热阶段、连续闪光阶段、顶锻阶段和复位阶段，其中，在闪平阶段，根据焊接电流I
t
与门限电流I
门限
关系和焊口温度场控制单次闪平的时间和闪平次数；在预热阶段，根据焊接电流I
t
与门限电流I
门限
关系和焊口温度场控制单次预热冷却时间和预热次数；在连续闪光阶段，根据焊接电流在该阶段首次大于门限电流时动
‑
静夹具的距离确定连续闪光起点；在顶锻阶段，根据焊口温度场控制无电顶锻时间。
[0007]进一步的，所述闪平阶段包括如下步骤：
[0008](2.1)电极通电；
[0009](2.2)动夹具以v1的速度前进闪平，直至I
t
＞I
门限
，动夹具停止，停止闪平；
[0010](2.3)测量提取焊口温度场数据形成矩阵遍历矩阵T0提取最高温度t
ij
，该最高温度t
ij
位于T0的第i行第j列，统计T0第j列向量中数值大于闪平最低温度T
c1
的元素数量N1；
[0011](2.4)若控制动夹具以
‑
v1的速度后退至I
t
＜I
门限
停止，返回(2.2)；
[0012]若遍历T0第j列向量{t
0j
,
…
,t
mj
}，提取向量{t
aj
,t
(a+1)j
…
t
(b
‑
1)j
,t
bj
}，该向量即焊件上最高温度点所在端面测量温度数据，其中，W为温度场宽度；D为焊件宽度，η1为闪平系数，t
aj
为第一个大于等于闪平最低温度T
c1
的元素，t
bj
为最后一个大于等于T
c1
的元素，a和b为常数，0≤a≤b≤m；
[0013](2.5)闪平阶段结束。
[0014]进一步的，所述预热阶段包括如下步骤：
[0015](3.1)开始加热：动夹具以v2的速度前进，直至I
t
＞I
门限
，继续以v2的速度前进预热压缩量Δp后停止，焊件端面紧密接触加热；
[0016](3.2)测量提取焊口温度场数据形成矩阵T1，构建向量{t'
aj
,t
(
'
a+1)j
…
t'
(b
‑
1)j
,t'
bj
}；
[0017](3.3)若维持加热，返回(3.2)；若停止加热，动夹具以
‑
v2的速度后退，直至I
t
＜I
门限
动夹具停止，焊件冷却；其中，T
c2
为加热最高温度；
[0018](3.4)测量提取焊口温度场数据形成矩阵T2，构建向量{t'
a
'
j
,t
(”a+1)j
…
t'
(
'
b
‑
1)j
,t'
b
'
j
}；
[0019](3.5)若令j加一，返回(3.4)；
[0020]若则向量{t'
a
'
j
,t
(”a+1)j
…
t'
(
'
b
‑
1)j
,t'
b
'
j
}为焊件上平均测量温度最低的向量；其中，T
c3
为焊件最低温度；
[0021](3.6)测量提取焊口温度场数据形成矩阵T3，构建向量
[0022](3.7)若返回(3.6)；若本次冷却结束；其中，T
c4
为冷却最低温度；
[0023](3.8)测量提取焊口温度场数据形成矩阵T4，构建向量其中，
L
a
为烧化长度，L
b
为顶锻长度；若且则预热完成；反之则返回(3.1)。
[0024]进一步的，所述连续闪光阶段包括如下步骤：
[0025](4.1)判断连续闪光起点：动夹具以v4的速度前进，直至I
t
＞I
门限
时，动夹具停止，确定连续闪光起点，此时令连续闪光开始时动
‑
静夹具距离l1＝l，l为动
‑
静夹具当前距离；
[0026](4.2)再次测量焊接电流I
t
，当I
t
＞I
门限
时，动夹具以的速度后退，直至I
t
≤I
门限
；当I
t
≤I
门限
时，动夹具以的速度前进连续闪光，直至I
t
＞I
门限
；其中，L
a
为烧化长度，η2为动态连续闪光长度系数，v3为定值，是自定义的闪光阶段最低速度；
[0027](4.3)判断连续闪光距离，若l＞l1‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑焊口温度场变化的智能预热闪光对焊方法，其特征在于，包括装夹、闪平阶段、预热阶段、连续闪光阶段、顶锻阶段和复位阶段，其中，在闪平阶段，根据焊接电流I
t
与门限电流I
门限
关系和焊口温度场控制单次闪平的时间和闪平次数；在预热阶段，根据焊接电流I
t
与门限电流I
门限
关系和焊口温度场控制单次预热冷却时间和预热次数；在连续闪光阶段，根据焊接电流在该阶段首次大于门限电流时动
‑
静夹具的距离确定连续闪光起点；在顶锻阶段，根据焊口温度场控制无电顶锻时间。2.根据权利要求1所述考虑焊口温度场变化的智能预热闪光对焊方法，其特征在于，所述闪平阶段包括如下步骤：(2.1)电极通电；(2.2)动夹具以v1的速度前进闪平，直至I
t
＞I
门限
，动夹具停止，停止闪平；(2.3)测量提取焊口温度场数据形成矩阵遍历矩阵T0提取最高温度t
ij
，该最高温度t
ij
位于T0的第i行第j列，统计T0第j列向量中数值大于闪平最低温度T
c1
的元素数量N1；(2.4)若控制动夹具以
‑
v1的速度后退至I
t
＜I
门限
停止，返回(2.2)；若遍历T0第j列向量{t
0j
,
…
,t
mj
}，提取向量{t
aj
,t
(a+1)j
…
t
(b
‑
1)j
,t
bj
}，其中，W为温度场宽度；D为焊件宽度，η1为闪平系数，t
aj
为第一个大于等于闪平最低温度T
c1
的元素，t
bj
为最后一个大于等于T
c1
的元素，a和b为常数，0≤a≤b≤m；(2.5)闪平阶段结束。3.根据权利要求2所述考虑焊口温度场变化的智能预热闪光对焊方法，其特征在于，所述预热阶段包括如下步骤：(3.1)开始加热：动夹具以v2的速度前进，直至I
t
＞I
门限
，继续以v2的速度前进预热压缩量Δp后停止，焊件端面紧密接触加热；(3.2)测量提取焊口温度场数据形成矩阵T1，构建向量{t'
aj
,t
(
'
a+1)j
…
t'
(b
‑
1)j
,t'
bj
}；(3.3)若其中，T
c2
为加热最高温度；维持加热，返回(3.2)；若停止加热，动夹具以
‑
v2的速度后退，直至I
t
＜I
门限
动夹具停止，焊件冷却；(3.4)测量提取焊口温度场数据形成矩阵T2，构建向量{t'
a
'
j
,t
(”a+1)j
…
t'
(
'
b
‑
1)j
,t'

【专利技术属性】
技术研发人员：孔博文，董诗慧，高佳贺，翁海波，朱申奥，苏世杰，张建，李文达，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：