一种电弧激光复合焊接的联动控制方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及焊接，尤其涉及一种电弧激光复合焊接的联动控制方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、制造业正朝着轻量化、精密化、高可靠化方向发展，结构件焊接对接头质量与综合性能要求也随之不断提升。然而传统电弧焊接热输入量大、焊接变形突出且生产效率偏低，单一激光焊接则对工件装配精度要求严苛，在高反射材料焊接中易产生气孔、裂纹等缺陷，二者均难以满足高端构件的高质量焊接需求。因此激光复合焊接便应运而生，其能够放宽装配公差、提升焊缝熔深并有效抑制焊接变形，适配多种材料与复杂结构的焊接作业。

2、目前激光方面依托振镜等精密机械结构，实现了激光光束灵活旋转与精准偏移调控，扩大激光焊接范围的同时也能对板材进行预热，一定程度上抑制高反光的材料焊接飞溅，稳定熔池形态；而电弧方面在配合激光优化工艺的同时也可根据其参数定制脉冲数据，引入激光热量因素，优化脉冲峰值、基值以及占空比来调整熔滴脱落时机和频率，两者的共同调整对优化复合焊接效果起了一定作用，但焊接是动态进行的，整个焊接过程存在着随机性，因此单纯依赖焊前的数值调整不足以解决上述缺陷，要对整个热源系统进行焊接动态控制，找到易出现飞溅的电信号特征值以及加强两者耦合性能的实时参数，通过特征参数的闭环反馈来实现工艺参数实时修正与精准调控。

3、在复合焊接中激光对熔滴过渡的影响尤为剧烈，当发生一脉多滴时，体积较小的熔滴极易被匙孔上方的金属蒸汽吹飞进而形成大颗粒飞溅，即便熔滴未被吹飞，也存在受激光扰动熔池经撞击作用产生飞溅的可能。

4、因此，亟需一种电弧激光复合焊接的联动控制方法、装置及存储介质以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电弧激光复合焊接的联动控制方法、装置及存储介质，能够加强电弧与激光之间的耦合并减弱激光对熔滴脱落的干扰。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种电弧激光复合焊接的联动控制方法，应用于电弧-激光头-激光器系统，所述电弧-激光头-激光器系统包括激光-电弧复合焊接头，所述联动控制方法包括：

4、响应于激光-电弧复合焊接头进行脉冲焊接，实时测量处于基值电流时的电弧电压变化率；

5、响应于在预设定的逆变周期内连续出现n次电弧电压变化率大于等于预设定的电弧电压变化率阈值，将基值电流下调并维持预设定的下调时间后恢复至基值电流；

6、获取脉冲从第一次开始爬升到发生缩颈的时间和第一次发生缩颈到下一个脉冲波形开始爬升的时间；

7、当脉冲第二次处于爬升时刻时，控制激光-电弧复合焊接头带动激光按照预设定的方向以时间由近端点a移动到远端点b，以时间由远端点b回到近端点a。

8、进一步地，所述激光-电弧复合焊接头包括弧焊枪和激光头；

9、所述激光头的近端点a落入所述弧焊枪的工作区域内，所述激光头的远端点b与近端点a连线为所述激光头工作区域的直径。

10、进一步地，还包括：

11、将激光-电弧复合焊接头中弧焊枪的上一脉冲单位周期作为激光-电弧复合焊接头中激光头的当前摆动激光周期，经过预设定的延迟控制介入时间后，控制激光头发出的激光斑点移动到远端点b并停止，待到下一个脉冲结束缩颈调整后，控制激光头发出的激光斑点由远端点b移动至近端点a并停止；

12、所述远端点b为熔滴落点距激光斑点最远的点，所述近端点a为熔滴落点距激光斑点最近的点。

13、进一步地，还包括：

14、响应于所述和不相等，控制激光-电弧复合焊接头的振镜带动激光以时间由近端点a移动到远端点b，以时间由远端点b回到近端点a的同时，获取脉冲从第二次开始爬升到发生缩颈的时间和第二次发生缩颈到下一个脉冲波形开始爬升的时间；

15、当脉冲第三次处于爬升时刻时，控制激光-电弧复合焊接头的振镜带动激光按照与预设定的方向相反的方向以时间由近端点a移动到远端点b，以时间由远端点b回到近端点a。

16、进一步地，所述电弧-激光头-激光器系统还包括激光器，还包括：

17、响应于判定为熔滴缩颈时刻，将激光-电弧复合焊接头的焦距缩小至零离焦，将激光器的功率降低至预设定的低功率阈值，维持预设定的安全时间后，将激光-电弧复合焊接头的焦距和激光器的功率恢复至预设定值。

18、第二方面，本发明提供了一种电弧激光复合焊接的联动控制装置，包括：

19、电压变化率获取模块，用于响应于激光-电弧复合焊接头进行脉冲焊接，实时测量处于基值电流时的电弧电压变化率；

20、电流调节模块，用于响应于在预设定的逆变周期内连续出现n次电弧电压变化率大于等于预设定的电弧电压变化率阈值，将基值电流下调并维持预设定的下调时间后恢复至基值电流；

21、时间获取模块，用于获取脉冲从第一次开始爬升到发生缩颈的时间和第一次发生缩颈到下一个脉冲波形开始爬升的时间；

22、激光头控制模块，用于当脉冲第二次处于爬升时刻时，控制激光-电弧复合焊接头带动激光按照预设定的方向以时间由近端点a移动到远端点b，以时间由远端点b回到近端点a，响应于判定为熔滴缩颈时刻，将激光-电弧复合焊接头的焦距缩小至零离焦，维持预设定的安全时间后，将激光-电弧复合焊接头的焦距恢复至预设定值。

23、进一步地，还包括激光器控制模块，用于响应于判定为熔滴缩颈时刻，将激光器的功率降低至预设定的低功率阈值，维持预设定的安全时间后，将激光器的功率恢复至预设定值。

24、第三方面，本发明提供了一种电子终端，包括处理器和与所述处理器连接的存储器，在所述存储器内存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，执行如上述任一项所述方法的步骤。

25、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。

26、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

27、本发明提出了一种电弧激光复合焊接的联动控制方法，通过测量处于基值电流时的电弧电压变化率，又响应于在预设定的周期内连续出现次电弧电压变化率大于等于预设定的电弧电压变化率阈值，将基值电流下调并维持时间后恢复至，记录脉冲从第一次开始爬升到发生缩颈的时间和第一次发生缩颈到下一个脉冲波形开始爬升的时间，在脉冲第二次处于爬升时刻时，控制激光-电弧复合焊接头带动激光按照预设定的方向以时间由近端点a移动到远端点b，以时间由远端点b回到近端点a，完成联动控制；采集熔滴脱落前的电信号参数调整脉冲波形并实时传输时间以进行激光焊接，从弧焊方面降低产生小直径熔滴被吹飞的概率；

28、由于脉冲峰、基值时间直接影响和的大小，如果脉冲数据中峰、基值时间差异太大，且激光一直按照顺时针或逆时针旋转，则会导致激光在焊道两侧的轨迹有一定差异，本技术通过在控制激光-电弧复合焊接头带动激光以时间由近端点a移动到远端点b，以时间由远端点b回到近端点a的同时，获取脉冲从第二次开始爬升到发生缩颈的时间和第二次发生缩颈到下一个脉冲波形开始爬升的时间；当脉冲第三次处于爬升时刻时，控制激光-电弧复合焊接头带动激光按照与预设定的方向相反的方向以时间由近端点a移动到远端点b，以时间由远端点b回到近端点a，解决了焊缝两侧的热输入量不一致的问题；

29、通过调节激光参数降低熔滴脱落时刻激光作用于熔池产生的震荡，实现电弧与激光的动态调整。