[发明专利]优化蜂窝圈生成顺序的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，特别是涉及一种优化蜂窝圈生成顺序的方法和装置。

背景技术

激光焊接蜂窝夹套的制造工艺与传统的模压式蜂窝夹套的制造工艺相比，具有诸多优点，例如：夹套板不需要压制、冲孔等预成型工艺；焊接速度快、焊接深度深、焊接变形小、热影响区小，焊缝质量高；其数控焊接设备能保证焊缝质量的稳定性、提高效率。

激光焊接蜂窝夹套的制造工艺有两个主要的步骤：(1)激光焊接生成蜂窝圈；(2)压力鼓胀。其中激光焊接生成的蜂窝圈的质量直接影响后期鼓胀成型的效果。在蜂窝圈的激光焊接过程中，易出现个别蜂窝圈焊缝焊接强度低，甚至出现虚焊的情况。进一步结合激光焊接机床的特性研究得出，虚焊主要是由于在激光焊接过程中，蜂窝夹套的夹套板受热膨胀变形使得上下板间隙增加、偏离激光焦点位置过大引起的。但是一般而言，当蜂窝夹套对应的目标产品的规格和性能确定时，激光功率、焊接速度、蜂窝尺寸、蜂窝夹套尺寸等均不可随意改变。因此，对于夹套板受热膨胀变形使得上板和下板间隙增加的问题，通常采用调整蜂窝圈生成顺序的方法。然而蜂窝圈的个数较多，有时达到几十甚至上百个，如何优化蜂窝圈的生成顺序成为了一项费时费力的工作。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种省时省力的优化蜂窝圈的生成顺序进而使得激光焊接蜂窝夹套中的夹套板受热膨胀间隙能够有效减小的优化蜂窝圈生成顺序的方法和装置。

一种优化蜂窝圈生成顺序的方法，所述方法包括：

建立激光焊接蜂窝夹套的热结构耦合分析模型，所述激光焊接蜂窝夹套包括上板和下板，所述上板和下板在经过激光焊接之后分别生成多个蜂窝圈；

根据所述蜂窝圈的预设生成顺序定义所述热结构耦合分析模型中的参数；

根据所述参数进行计算，得到所述蜂窝圈处的上板和下板在即将焊接时的间隙值；

根据所述间隙值对蜂窝圈的预设生成顺序进行优化，再次利用所述热结构耦合分析模型计算所述间隙值，直至优化后的间隙值落入预设范围内。

在其中一个实施例中，所述根据所述蜂窝圈的预设生成顺序定义所述热结构耦合分析模型中的参数的步骤包括：

根据所述蜂窝圈的预设生成顺序定义相应的分析步；

根据所述预设生成顺序施加热载荷至所述蜂窝圈区域；

根据所述预设生成顺序激活蜂窝圈处的上板和下板的连接关系。

在其中一个实施例中，所述分析步包括焊接载荷步和空程载荷步；所述根据所述蜂窝圈的预设生成顺序定义相应的分析步的步骤包括：

根据所述预设生成顺序定义焊接载荷步；

根据所述预设生成顺序定义空程载荷步，所述空程载荷步在对应的焊接载荷步之后执行。

在其中一个实施例中，所述热结构耦合分析模型中包括热源模型，所述根据所述预设生成顺序施加热载荷至所述蜂窝圈区域的步骤包括：

根据所述预设生成顺序定义与所述蜂窝圈对应的热载荷；

根据所述热源模型计算所述热载荷的值；

将计算得到的热载荷的值在所述焊接载荷步对应的载荷步时间内施加到对应的蜂窝圈区域。

在其中一个实施例中，在所述根据所述间隙值对蜂窝圈的生成顺序进行优化的步骤之后，还包括：

将所有蜂窝圈按照优化后的生成顺序拟合为至少一条曲线。

一种优化蜂窝圈生成顺序的装置，所述装置包括：

模型建立模块，用于建立激光焊接蜂窝夹套的热结构耦合分析模型，所述激光焊接蜂窝夹套包括上板和下板，所述上板和下板在经过激光焊接之后分别生成多个蜂窝圈；

参数定义模块，用于根据所述蜂窝圈的预设生成顺序定义所述热结构耦合分析模型中的参数；

间隙值计算模块，用于根据所述参数进行计算，得到所述蜂窝圈处的上板和下板在即将焊接时的间隙值；

优化模块，用于根据所述间隙值对蜂窝圈的预设生成顺序进行优化，再次利用所述热结构耦合分析模型计算所述间隙值，直至优化后的间隙值落入预设范围内。

在其中一个实施例中，所述参数定义模块包括：

分析步定义模块，用于根据所述蜂窝圈的预设生成顺序定义相应的分析步；

热载荷施加模块，用于根据所述预设生成顺序施加热载荷至所述蜂窝圈区域；

连接关系激活模块，用于根据所述预设生成顺序激活蜂窝圈处的上板和下板的连接关系。

在其中一个实施例中，所述分析步包括焊接载荷步和空程载荷步；所述分析步定义模块包括：