一种应用于异种材料连接的激光熔池自适应动态温控与冷却系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于异种材料连接的激光熔池自适应动态温控与冷却系统及其控制方法，所述系统包括：激光能量输入模块、温度监测模块、数据采集与处理模块、自适应控制模块和冷却模块；所述激光能量输入模块，用于提供焊接所需激光束及预热；所述温度监测模块，用于实时非接触获取熔池表面温度数据和熔池温度分布图像；所述数据采集与处理模块，用于接收温度数据和温度分布图像并进行数据融合和处理，获得熔池的空间温度分布；所述自适应控制模块，用于根据熔池的空间温度分布，动态调节激光功率、扫描速度和路径；所述冷却模块，用于根据熔池温度自动调节冷却气体流量或冷却板温度，实现快速降温和温度稳定。本发明专利技术提高焊缝质量和连接可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光焊接，尤其涉及一种应用于异种材料连接的激光熔池自适应动态温控与冷却系统及其控制方法。

技术介绍

1、激光焊接作为一种高效、精密的连接工艺，广泛应用于汽车、轨道交通、航空航天、新能源等高端装备制造领域。在异种金属(如铝/钢、铜/铝等)焊接中，激光焊接因其高能量密度、热输入集中、焊缝窄且热影响区小等优点，成为提升结构轻量化与连接强度的重要手段。

2、现有的激光焊接系统，通常采用固定参数的激光能量输入方式，即在焊接前根据试验或经验设定激光功率、扫描速度、焦点位置等工艺参数。部分系统配备了基础的温度检测装置(如单点红外测温仪)，能够对焊接过程中熔池或焊缝表面温度进行间断性、局部性监控。但受限于测温点数量少、响应速度慢、与实际熔池温度分布存在偏差等问题，无法准确反映熔池瞬时温度场的动态变化。此外，现有系统多为开环控制，缺乏实用的温度反馈调节机制，对温度异常波动响应滞后，控制精度和焊接稳定性较低。

3、在异种金属激光焊接过程中，由于不同材料间的热物理性质(如熔点、热导率、膨胀系数等)差异显著，熔池温度极易出现剧烈波动，过高时易本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种应用于异种材料连接的激光熔池自适应动态温控与冷却系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的应用于异种材料连接的激光熔池自适应动态温控与冷却系统，其特征在于，所述激光能量输入模块包括主激光器和/或辅助激光器；

3.如权利要求1所述的应用于异种材料连接的激光熔池自适应动态温控与冷却系统，其特征在于，所述温度监测模块包括红外测温仪和高温摄像头；

4.如权利要求1所述的应用于异种材料连接的激光熔池自适应动态温控与冷却系统，其特征在于，所述数据采集与处理模块包括工业PC或嵌入式控制器；

5.如权利要求1所述的应用于异种材料连接的激光熔池...

【技术特征摘要】

1.一种应用于异种材料连接的激光熔池自适应动态温控与冷却系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的应用于异种材料连接的激光熔池自适应动态温控与冷却系统，其特征在于，所述激光能量输入模块包括主激光器和/或辅助激光器；

3.如权利要求1所述的应用于异种材料连接的激光熔池自适应动态温控与冷却系统，其特征在于，所述温度监测模块包括红外测温仪和高温摄像头；

4.如权利要求1所述的应用于异种材料连接的激光熔池自适应动态温控与冷却系统，其特征在于，所述数据采集与处理模块包括工业pc或嵌入式控制器；

5.如权利要求1所述的应用于异种材料连接的激光熔池自适应动态温控与冷却系统，其特征在于，所述自适应控制模块包括pid控制器，结合模糊控制算法，模糊控制算法的输入量为熔池温度偏差δt和温度梯度通过建立的模糊规则库输...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏鸿博，马源泽，宫建锋，檀财旺，刘福运，李昊岳，刘琛，
申请(专利权)人：哈工大郑州研究院，
类型：发明
国别省市：