合金工件的焊接方法、激光焊接设备及存储介质与流程

1.本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及合金工件的焊接方法、激光焊接设备及存储介质。


背景技术：

2.激光焊接技术属于熔融焊接，以激光束为能源，使其冲击在焊件接头上，以达到焊接的目的。相比其他传统焊接方式，其聚焦后的激光束具有很高的功率密度，可以实现较大的深宽比，且焊接速度快。激光加热范围小，焊接热影响区小，焊接应力和变型较小。属于非接触焊接，不需要使用电极，没有电极污染和损耗。由于激光焊接的能量密度较高，所以在进行焊接时也会导致一些缺陷的出现，在对铝合金焊接的过程中，由于铝合金由多种不同含量材质组成(mg2.5 mn0.1 cr0.25 si0.25 fe0.4 cu0.1 zn0.1 al余量)，在焊接过程中，诸如一些低沸点元素(mg、zn、mn、si等)容易蒸发、烧损，导致焊缝出现飞溅、炸点等现象，导致焊接失败。
3.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种合金工件的焊接方法、激光焊接设备即存储介质，旨在解决对合金工件进行焊接容易导致飞溅以及炸点的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供一种合金工件的焊接方法，应用于激光焊接设备，所述合金工件的焊接方法的步骤包括：
6.获取待焊接工件的组分信息；
7.根据所述组分信息确定预热功率以及焊接功率；
8.控制所述激光焊接设备基于所述预热功率运行预热进程，以对所述待焊接工件进行预热；
9.在预热进程结束后，控制所述激光焊接设备基于所述焊接功率运行焊接进程，以对所述待焊接工件进行焊接。
10.可选地，所述预热功率小于所述焊接功率。
11.可选地，所述根据所述组分信息确定预热功率以及焊接功率的步骤包括以下至少一种：
12.根据所述组分信息确定所述待焊接工件的杂质类型、杂质含量、工件体积以及工件重量的至少一个；
13.根据所述杂质类型以及所述杂质含量确定所述预热功率；
14.根据所述工件体积以及所述工件重量确定所述焊接功率。
15.可选地，所述控制所述激光焊接设备基于所述预热功率运行预热进程，以对所述待焊接工件进行预热的步骤包括：
16.获取所述待焊接工件的焊接位置以及目标预热次数；
17.控制所述激光焊接设备基于所述预热功率沿着所述焊接位置对所述待焊接工件进行目标预热次数次预热。
18.可选地，所述在预热进程结束后，控制所述激光焊接设备基于焊接功率运行焊接进程，以对所述待焊接工件进行焊接的步骤之前，还包括:
19.获取焊接位置的当前温度；
20.在所述当前温度大于或等于预设温度时，确定所述预热进程结束。
21.在所述当前位置小于或等于预设温度时，控制所述激光焊接设备沿着所述焊接位置对所述待焊接工件继续运行预热进程，直至所述当前温度大于或等于所述预设温度。
22.可选地，所述在预热进程结束后，控制所述激光焊接设备基于焊接功率运行焊接进程，以对所述待焊接工件进行焊接的步骤包括：
23.获取所述待焊接工件对应的目标焊接次数；
24.控制所述激光焊接设备基于所述焊接功率沿着焊接位置对所述待焊接工件进行目标焊接次数次焊接。
25.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种激光焊接设备，所述激光焊接设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的合金工件的焊接程序，所述合金工件的焊接程序被所述处理器执行时实现如上所述的铝合金工件的焊接方法的步骤。
26.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种存储介质，所述存储介质上存储有合金工件的焊接程序，所述合金工件的焊接程序被处理器执行时实现如上所述的合金工件的焊接方法的步骤。
27.本发明实施例提出的一种合金工件的焊接方法、激光焊接设备及存储介质，通过预先根据待焊接工件的组分信息确定预热功率以及焊接功率，进而根据所述预热功率以及所述焊接功率依次运行预热进程和焊接进程，以先对所述待焊接工件进行预热，在完成预热后，对所述待焊接工件进行焊接，基于在焊接前先对所述待焊接工件进行预热，提高了待焊接工件的温度以及提前蒸发了所述待焊接工件的杂质元素，在预热完成后进行焊接，因此，在工件焊接的过程中，仅通过一次焊接就可以同时达到去除杂质和焊接工件的目的，从而有效减少了焊接炸点，提高了焊接作业的效率和焊接作业的成功率。
附图说明
28.图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的激光焊接设备结构示意图；
29.图2为本发明合金工件的焊接方法第一实施例的流程示意图；
30.图3为本发明合金工件的焊接方法第一实施例步骤s20的细化流程示意图；
31.图4为本发明合金工件的焊接方法第二实施例步骤s30的细化流程示意图；
32.图5为本发明合金工件的焊接方法第三实施例的流程示意图；
33.图6为本发明合金工件的焊接方法第四实施例步骤s40的细化流程示意图。
34.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
35.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
36.本发明实施例的主要解决方案是：获取待焊接工件的组分信息；根据所述组分信息确定预热功率以及焊接功率；控制所述激光焊接设备基于所述预热功率运行预热进程，以对所述待焊接工件进行预热；在预热进程结束后，控制所述激光焊接设备基于所述焊接功率运行焊接进程，以对所述待焊接工件进行焊接。
37.如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的激光焊接设备结构示意图。
38.本发明实施例终端为激光焊接设备。
39.如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi-fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
40.本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
41.如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及合金工件的焊接程序。
42.在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的合金工件的焊接程序，并执行以下操作：
43.获取待焊接工件的组分信息；
44.根据所述组分信息确定预热功率以及焊接功率；
45.控制所述激光焊接设备基于所述预热功率运行预热进程，以对所述待焊接工件进行预热；
46.在预热进程结束后，控制所述激光焊接设备基于所述焊接功率运行焊接进程，以对所述待焊接工件进行焊接。
47.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的合金工件的焊接程序，还执行以下操作：
48.根据所述组分信息确定所述待焊接工件的杂质类型、杂质含量、工件体积以及工件重量的至少一个；
49.根据所述杂质类型以及所述杂质含量确定所述预热功率；
50.根据所述工件体积以及所述工件重量确定所述焊接功率。
51.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的合金工件的焊接程序，还执行以下操作：
52.获取所述待焊接工件的焊接位置以及目标预热次数；
53.控制所述激光焊接设备基于所述预热功率沿着所述焊接位置对所述待焊接工件
进行目标预热次数次预热。
54.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的合金工件的焊接程序，还执行以下操作：
55.获取所述焊接位置的当前温度；
56.在所述当前温度大于或等于预设温度时，确定所述预热进程结束。
57.在所述当前位置小于或等于预设温度时，控制所述激光焊接设备沿着所述焊接位置对所述待焊接工件继续运行预热进程，直至所述当前温度大于或等于所述预设温度。
58.进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的合金工件的焊接程序，还执行以下操作：
59.所述在预热进程结束后，控制所述激光焊接设备基于焊接功率运行焊接进程，以对所述待焊接工件进行焊接的步骤包括：
60.获取所述待焊接工件对应的目标焊接次数；
61.控制所述激光焊接设备基于所述焊接功率沿着焊接位置对所述待焊接工件进行目标焊接次数次焊接。
62.参照图2，本发明合金工件的焊接方法第一实施例提供一种合金工件的焊接方法，所述合金工件的焊接方法包括：
63.步骤s10，获取待焊接工件的组分信息；
64.步骤s20，根据所述组分信息确定预热功率以及焊接功率；
65.步骤s30，控制所述激光焊接设备基于所述预热功率运行预热进程，以对所述待焊接工件进行预热；
66.步骤s40，在预热进程结束后，控制所述激光焊接设备基于所述焊接功率运行焊接进程，以对所述待焊接工件进行焊接。
67.,在本实施例中，应用于激光焊接设备，激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。
68.可以理解的是，合金工件为多种不同含量材质组成的工件，例如，铝合金工件包括(mg2.5 mn0.1 cr0.25 si0.25 fe0.4 cu0.1 zn0.1 al余量)，在对合金进行焊接的过程中，由于激光功率过高，容易导致在焊接过程中，诸如一些低沸点元素(mg、zn、mn、si等)容易蒸发、烧损，导致焊缝出现飞溅、炸点等现象。基于此，本技术实施例提出了一种合金工件的焊接方法，通过对待焊接工件先进行预热，以对所述待焊接工件进行预热，以通过蒸发杂质元素的方式清除待焊接工件的杂质元素，进而对清除后的待焊接工件进行焊接，基于提前清除了待焊接工件的杂质元素，在实际进行焊接过程中，不会因为在实际焊接过程中激光功率过高，而导致杂质元素蒸发、烧损的问题，进而减少了待焊接工件的飞溅以及炸点，从而提高了焊接工作的成功率。
69.可选地，本技术实施例可以应用于各种合金工件，本技术实施例以铝合金工件举例分析。
70.可选地，所述组分信息包括所述待焊接工件的组分金属的类型以及各个所述组分金属的金属含量，所述组分金属的类型包括杂质元素以及基质元素，所述组分金属的金属含量包括杂质元素的含量以及基质元素的含量。
71.可选地，所述组分信息还包括待焊接工件的工件体积以及工件重量。
72.可选地，所述获取待焊接工件的组分信息的方式可以是对所述焊接工件进行实际测量，还可以是根据国家标准合金杂质含量范围获取杂质类型、杂质含量、工件体积以及工件重量的至少一个。
73.可选地，参照图3，在获取所述组分信息后，所述步骤s20包括：
74.步骤s21，根据所述组分信息确定所述待焊接工件的杂质类型、杂质含量、工件体积以及工件重量的至少一个；
75.步骤s22，根据所述杂质类型以及所述杂质含量确定所述预热功率；
76.步骤s23，根据所述工件体积以及所述工件重量确定所述焊接功率。
77.可选地，所述预热功率小于所述焊接功率。
78.可选地，所述杂质类型为所述待焊接工件的杂质元素的金属类型，所述杂质含量为所述杂质元素在所述待焊接工件的含量，所述工件体积为所述待焊接工件的体积，所述工件重量为所述待焊接工件的重量，可选地，根据所述组分信息还可以获取所述待焊接工件的厚度。
79.可选地，所述根据所述杂质类型以及所述杂质含量确定所述预热功率的方式可以是提前预设杂质类型、杂质含量以及预热功率的映射关系，在获取所述待焊接工件的杂质类型以及杂质含量后，根据所述映射关系即可获取待焊接工件的预热功率，可以理解的是，所述映射关系可以是实验人员多次实验获取。
80.可选地，所述根据杂质类型以及所述杂质含量确定所述预热功率的方式还可以是根据所述杂质类型对应的沸点确定所述预热功率，在获取所述待焊接工件的杂质类型后，获取所述杂质类型对应的沸点，根据所述沸点确定所述待焊接工件的预热功率。
81.可选地，所述根据工件体积以及所述工件重量确定所述焊接功率的方式可以是提前预设工件体积、工件总量以及焊接功率的映射关系，在获取所述待焊接工件的工件体积以及工件总量，根据所述映射关系即可获取所述待焊接工件的焊接功率。
82.可选地，所述根据工件体积以及所述工件重量确定所述焊接功率的方式还可以是获取所述待焊接工件的厚度，根据所述厚度确定所述待焊接工件的焊接功率。
83.可选地，在又一实施例中，确定所述预热功率以及所述焊接功率的方式还可以是获取所述待焊接工件的杂质类型、杂质含量、工件体积以及工件总量后，根据杂质类型、杂质含量、工件体积以及工件总量同时确定所述预热功率以及所述焊接功率，以确保所述预热功率小于所述焊接功率。
84.可以理解的是，所述预热功率大于或等于所述待焊接工件的第一功率阈值，其中，所述第一功率阈值根据所述待焊接工件的杂质元素确定，在所述激光焊接设备输出所述第一功率阈值对应的预热功率时，所述待焊接工件的温度到达所述待焊接工件的杂质元素的沸点，此时，所述杂质元素可以被蒸发掉。
85.可选地，所述预热功率小于或等于所述待焊接工件的第二功率阈值，所述第二功率阈值根据所述待焊接工件的基质元素确定，在所述激光焊接设备输出所述第二功率阈值
对应的激光功率时，所述待焊接工件的温度到达所述待焊接工件的基质元素的沸点，此时，可在所述待焊接工件出现焊缝。
86.可选地，所述第一功率阈值小于所述第二功率阈值，所述预热功率可以是500w，所述焊接功率可以是850w。
87.可选地，在确定所述预热功率以及所述焊接功率后，控制所述激光焊接设备基于所述预热功率运行预热过程，以提高所述待焊接工件的温度，进而蒸发所述待焊接工件的杂质元素，以达到清除杂质元素的目的。
88.可选地，在完成所述预热进程后，控制所述激光焊接设备基于所述焊接功率运行焊接过程，以对所述待焊接工件进行焊接，因为预热进程的预热，使在运行焊接进程时，所述待焊接工件的熔池匙孔更易形成和形成更大匙孔，并且由于所述待焊接工件的杂质元素已被完成蒸发掉，从而有效降低焊接过程中的飞溅和炸点。
89.在本技术实施例中，在进行焊接前，根据所述待焊接工件的组分信息确定所述待焊接工件的杂质类型、杂质含量、工件体积以及工件重量，根据所述杂质类型以及杂质含量确定预热功率，根据所述工件体积以及工件重量确定焊接功率，进而控制所述激光焊接设备基于所述预热功率进行预热进程，以对所述待焊接工件进行预热，以蒸发所述待焊接工件的杂质元素以及提高所述待焊接工件的温度，从而达到清除杂质元素以及提高待焊接工件温度的目的，在预热进程结束后，控制所述激光焊接设备基于所述焊接功率运行焊接进程，以对所述待焊接工件进行焊接，直至完成焊接，本技术实施例通过先清除杂质元素以及提高待焊接工件的温度，从而解决了在焊接过程时，杂质元素容易飞溅以及产生炸点的问题，提高了焊接工件的成功率。
90.可选地，参照图4，基于第一实施例，所述步骤s30包括：
91.步骤s31，获取所述待焊接工件的焊接位置以及目标预热次数；
92.步骤s32，控制所述激光焊接设备基于所述预热功率沿着所述焊接位置对所述待焊接工件进行目标预热次数次预热。
93.可选地，基于所述待焊接工件的杂质类型包括多种不同杂质元素，不同的杂质元素对应的沸点不同，为了完全蒸发各个所述杂质元素，本技术实施例还提供了一种合金工件的焊接方法，通过设置目标预热次数，对所述待焊接工件进行多次预热，以提高杂质元素的清除率。
94.可选地，所述目标预热次数可以是工作人员在焊接前，根据焊接经验自行设定，所述目标预热次数还可以是根据所述待焊接工件的杂质类型以及杂质含量实时确定。
95.可选地，在确定所述焊接位置以及所述目标预热次数后，控制所述激光焊接设备基于所述预热功率沿着所述焊接位置对所述待焊接工件进行目标预热次数次预热，可以理解的是，基于对所述焊接位置进行多次预热，所述焊接位置的温度随着预热次数的增加不断增加，从而保证沸点较低的杂质元素先被蒸发掉，沸点较高的杂质元素随后被蒸发掉，进而蒸发掉所述待焊接位置的杂质元素。
96.可选地，在又一实施例中，在每次进行预热的过程中，每次预热对应的预热功率可以相同，可以不同，所述预热功率可以随着预热次数的增加依次递增。
97.在本技术实施例中，通过获取所述待焊接工件的焊接位置以及目标预热次数，进而控制所述激光焊接设备基于所述预热功率沿着所述焊接位置第所述待焊接工件进行多
次预热，直至预热次数到达所述目标预热次数，从而提高了杂质元素的清除率。
98.可选地，参照图5，基于上述所有实施例，所述步骤s40之前还包括：
99.步骤s50，获取焊接位置的当前温度；
100.步骤s60，在所述当前温度大于或等于预设温度时，确定所述预热进程结束；
101.步骤s70，在所述当前位置小于或等于预设温度时，控制所述激光焊接设备沿着所述焊接位置对所述待焊接工件继续运行预热进程，直至所述当前温度大于或等于所述预设温度。
102.在本技术实施例中，所述预设温度为对所述待焊接工件进行焊接的最佳温度，所述待焊接工件在大于或等于所述预设温度的焊接温度进行焊接时，形成熔池匙孔的效率高于在小于预设温度的焊接温度进行焊接时形成熔池匙孔的效率，以及，在大于或等于所述预设温度的焊接温度进行焊接时，形成的匙孔大于在小于预设温度的焊接温度进行焊接时形成的匙孔大小，可以理解的是，不同的待焊接工件对应的预设温度不同，基于此，为了提高焊接工件的成功率以及效率，本技术实施例还提出了一种合金工件的焊接方法。
103.可选地，所述焊接位置的当前温度由所述红外测温探头检测所述焊接位置的焊接点位得到。
104.可选地，在获取所述当前温度时，将所述当前温度与预设温度进行比对，若所述当前温度大于或等于所述预设温度时，确定所述预热进程结束，进而基于焊接功率对所述待焊接工件进行焊接；若所述当前温度小于所述预设温度时，控制所述激光焊接设备沿着所述焊接位置对所述待焊接工件继续运行预热进程，直至所述当前温度大于或等于所述预设温度。
105.可以理解的是，所述当前温度可以是实时检测的。
106.可选地，所述确定所述预热进程结束的方式包括在所述当前温度大于或等于预设温度时，获取当前预热次数，在所述当前预热次数小于所述目标预热次数时，继续对所述焊接位置进行预热，直至当前预热次数到达所述目标预热次数，进而确定所述预热进程结束。
107.可选地，控制所述激光焊接设备沿着所述焊接位置对所述待焊接工件继续运行预热进程的方式包括：获取当前预热次数，在所述当前预热次数小于所述目标预热次数时，继续对所述焊接位置进行预热，直至当前预热次数到达所述目标预热次数，再次检测所述焊接位置的当前温度，在所述当前温度大于或等于预设温度，确定所述预热进程结束，在所述当前温度小于所述预设温度时，增加所述目标预热次数以及对所述焊接位置进行预热，直至所述焊接位置的当前温度大于或等于预设温度。
108.可选地，在又一实施例中，所述控制所述激光焊接设备沿着所述焊接位置对所述待焊接工件继续运行预热进程的方式还包括：获取所述当前温度以及预设温度的差值，根据所述差值对应的功率修正值调整所述预热功率，以将所述焊接位置的位置快速升温至所述预设温度。
109.在本技术实施例中，通过实时检测焊接位置的当前温度，根据所述当前温度判断是否结束预热进程，在所述当前温度大于或等于所述预设温度时，结束所述预热进程，进而控制所述激光焊接设备基于焊接功率运行焊接进程，在所述当前温度小于所述预设温度时，控制所述激光焊接设备沿着所述焊接位置对所述待焊接工件继续运行预热进程，直至所述当前温度大于或等于所述预设温度，以控制所述待焊接工件在焊接最佳温度进行焊
接，从而提高了焊接的成功率以及效率。
110.可选地，参照图6，基于上述所有实施例，所述步骤s40包括：
111.步骤s41，获取所述待焊接工件对应的目标焊接次数；
112.步骤s42，控制所述激光焊接设备基于所述焊接功率沿着焊接位置对所述待焊接工件进行目标焊接次数次焊接。
113.可选地，所述目标焊接次数可以根据所述待焊接工件的厚度确定，还可以是根据所述待焊接工件的工件体积确定，还可以根据所述待焊接工件的工件重量确定。
114.可选地，所述目标焊接次数可以是1次，还可以是多次。
115.可选地，在确定所述预热进程结束后，将所述激光焊接设备的激光功率调节至所述焊接功率，进而控制所述激光焊接设备基于所述焊接功率沿着焊接位置对所述待焊接工件进行目标焊接次数次数次焊接。
116.可选地，在所述目标焊接次数为多次时，每次进行焊接的焊接功率可以不同，可以相同，每次所述焊接功率可以随着所述焊接次数的增加而降低，以防止飞溅以及炸点的产生。
117.在本技术实施例中，在完成所述预热进程后，获取所述待焊接工件对应的目标焊接次数，进而控制所述激光焊接设备基于所述焊接功率沿着所述焊接位置第对所述待焊接工件进行多次焊接，直至焊接次数到达所述目标焊接次数，从而提高了焊接工件的成功率。
118.此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有合金工件的焊接程序，所述合金工件的焊接程序被处理器执行时实现如上所述各个实施例的步骤。
119.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
120.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
121.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
122.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。