[发明专利]一种激光软钎焊的温度控制方法及系统

权利要求书

1.一种激光软钎焊的温度控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将焊接材料放入待焊接处，将激光束聚焦在焊点，输入焊接参数和目标温度，进行激光软钎焊焊膏焊接；

S2、焊接时，对焊点进行温度测量并将温度测量信号传输至模糊控制单元，模糊控制单元根据焊点焊接温度和目标温度之间误差得到模糊控制量，前馈控制单元根据目标温度计算得到前馈控制量，将模糊控制量和前馈控制量相加得到复合控制量，将该控制量送入执行机构，作用于被控对象，消除温度误差；

S3、重复步骤S2，直至焊接过程结束。

2.根据权利要求1所述的一种激光软钎焊的温度控制方法，其特征在于：所述步骤S1中，将激光束聚焦在焊点前还包括调整激光光源位置，将半导体激光束聚焦在焊点上，调整激光光斑大小。

3.根据权利要求1所述的一种激光软钎焊的温度控制方法，其特征在于：所述步骤S2中，采用红外温度计对焊点进行温度测量。

4.根据权利要求1所述的一种激光软钎焊的温度控制方法，其特征在于：步骤S2中，焊点焊接温度与激光功率的数学模型为：

Q_input＝Q_cd+Q_cv+Q_heat，

其中，承焊器件吸收的能量Q_input＝∫WK_laserdt，热传导损耗的能量Q_cd＝∫K_nnK_shapeSTdt，空气对流传热的能量Q_cv＝h_f(T-T_B)S，焊盘与焊膏上升的能量

W为激光功率，K_laser为激光功率损耗率，K_nn为焊膏热传导系数，K_shape为焊膏热传导几何系数，S为焊盘面积，T为焊接温度，h_f为对流热系数，T_B为环境温度，m(i)为材料i的质量，C(i)为材料i的比热容，N为材料数。

5.一种激光软钎焊的温度控制系统，其特征在于，包括焊接平台，所述焊接平台上包括用于测量焊点焊接温度的传感装置和用于存储焊接温度和控制量的数学模型的控制器，其中，传感装置将焊接温度发送给控制器，控制器根据所接收到焊接温度，计算出控制量，并将该控制量送入执行机构，作用于被控对象。

6.根据权利要求5所述的一种激光软钎焊的温度控制系统，其特征在于：所述控制量为激光功率。

7.根据权利要求5所述的一种激光软钎焊的温度控制系统，其特征在于：所述传感装置为红外温度计。

8.根据权利要求5所述的一种激光软钎焊的温度控制系统，其特征在于，所述控制器内的数学模型为：

Q_input＝Q_cd+Q_cv+Q_heat，

其中，承焊器件吸收的能量Q_input＝∫WK_laserdt，热传导损耗的能量Q_cd＝∫K_nnK_shapeSTdt，空气对流传热的能量Q_cv＝h_f(T-T_B)S，焊盘与焊膏上升的能量

W为激光功率，K_laser为激光功率损耗率，K_nn为焊膏热传导系数，K_shape为焊膏热传导几何系数，S为焊盘面积，T为焊接温度，h_f为对流热系数，T_B为环境温度，m(i)为材料i的质量，C(i)为材料i的比热容，N为材料数。