西南交通大学熊俊获国家专利权
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龙图腾网获悉西南交通大学申请的专利一种复合焊接搭接焊缝熔深控制方法及设备获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116174907B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310243840.X,技术领域涉及:B23K26/348;该发明授权一种复合焊接搭接焊缝熔深控制方法及设备是由熊俊;蔡玉华;陈辉;李超男设计研发完成,并于2023-03-14向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种复合焊接搭接焊缝熔深控制方法及设备在说明书摘要公布了:本发明公开了一种复合焊接搭接焊缝熔深控制方法及设备,属于焊接技术领域,解决了激光‑电弧复合焊接过程搭接焊缝熔深在线控制的问题。本发明一种复合焊接搭接焊缝熔深控制方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、调整激光‑电弧复合焊枪姿态;S2、在送丝速度为V0,焊接速度为V1的条件下开始焊接;S3、在S2的焊接参数条件下开始焊接,获得数据集;S4、搭建深度学习模型;S5、在S2的焊接参数条件下开始焊接,实现对搭接结构焊缝熔深的在线控制。本发明将视觉传感结合深度学习模型的方法引入激光‑电弧复合焊接搭接焊缝过程中,实现了激光‑电弧复合焊接搭接焊缝熔深的实时控制。
本发明授权一种复合焊接搭接焊缝熔深控制方法及设备在权利要求书中公布了:1.一种复合焊接搭接焊缝熔深控制方法,其特征在于,包括如下步骤: S1、调整激光-电弧复合焊枪姿态,使电弧焊枪与基板夹角为θ 1,焊丝干伸长为d 1,焊丝端部与基板上激光束焦点的距离为d 2,激光束与电弧焊枪的夹角为θ 2,CCD相机的倾斜角度为θ 3,CCD相机镜头与熔池距离为d 3; S2、在送丝速度为V 0 ,焊接速度为V 1 的条件下开始焊接,令激光功率P从0开始逐渐增加,直至搭接焊缝完全熔透,记录此时最大激光功率P max ,沿着焊接方向将焊缝切开,观察上搭接板开始熔透位置,并记录此处的激光功率值P min, 在[P min ,P max ]区间内任意选取激光功率P 0 为基础工作点; S3、在S2的焊接参数条件下开始焊接,设定激光功率P 0 由P min 逐渐增加到P max ,并打开CCD相机实时采集熔池正面图像,CCD相机采集帧率为f,将焊缝沿着焊接方向切开,从焊接起点位置处间隔测量焊缝熔深值d,并使用线性插值法计算每帧熔池正面图像对应的焊缝位置处的d值,使用d值对熔池正面图像进行标签,获得数据集; S4、搭建深度学习模型,以数据集中的熔池正面图像作为输入,d值作为输出对深度学习模型进行训练,并通过调整深度学习模型的超参数进行模型优化,将优化完成的深度学习模型进行保存及在线调用; S5、在S2的焊接参数条件下开始焊接,开启CCD相机实时采集熔池正面图像,将熔池正面图像进行感兴趣区域ROI剪裁,将ROI图像输入深度学习模型获得当前的d p 值,当焊接t时刻后开启激光-电弧复合焊接控制设备,其中t设定为0.5-1s,闭环控制器根据熔深预测值d p 与熔深设定值ds的偏差值et的正负和大小,同时根据焊缝熔深偏差的变化趋势Δet=et-et-1进行反馈控制,输出调节信号至激光器改变激光功率P,其中et-1为前一控制时刻的焊缝熔深偏差,焊接完成后,关闭激光-电弧复合热源焊接设备,实现对搭接结构焊缝熔深的在线控制。
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