[发明专利]一种适合于超高强钢的焊接工艺参数优化方法

说明书

本发明公开了一种适合于超高强钢的焊接工艺参数优化方法，涉及连退焊接技术领域，包括：初始化焊接参数优化步长、目标函数初始值、参数调节个数以及参数调节系数；计算焊接超高强钢时形成熔核所需要的总热量和焊接超高强钢时的有效热量；计算焊接超高强钢后的焊缝厚度；计算焊接电流、焊接速度以及电极压力；以焊接总热量的利用率以及焊缝计算厚度与焊缝厚度设定值的接近度最高为目标建立综合优化目标函数，求解所述综合优化目标函数的最小值，得到最优焊接电流、焊接速度以及电极压力。本发明确保了焊机工作的稳定，提高了实际生产效率和质量，给机组带来了长期的经济效益。

技术领域

本发明涉及连退焊接技术领域，特别是涉及一种适合于超高强钢的焊接工艺参数优化方法。

背景技术

焊接质量的优劣直接影响到成品带钢的表面质量，为了保证前后卷带钢在焊缝处的焊接质量与焊缝厚度需要设定好焊接工艺参数，影响焊接质量的相关参数主要为碾压轮压力、电极压力、焊接速度、焊接电流以及搭接量。通过现场调研可知搭接量以及碾压轮压力对于一定厚度范围内的带钢而言其值变化不大，引起带材焊接质量优劣的主要是焊接电流、电极压力以及焊接速度。其中焊接电流是焊接处熔合所需热量的直接来源，电流太低会使产热不足从而导致焊接处的带钢无法结合，电流过大会使产热变大从而造成过熔或使焊缝强度降低。电极压力和焊接速度的变化会使焊接电流改变进而影响焊接质量，电极压力通过改变带钢与电极间的接触面积进而影响到电流线的分布，使得焊接电阻、焊接电流发生改变，从而间接的对焊接质量造成影响，焊接速度越慢，焊接所需要的时间就越长则产生的有效热量就越大，而这种情况会使得焊缝变薄进而造成焊缝开裂，反之则会由于产热不足而出现焊不透的情况发生使得焊接质量变差。因此需要对影响焊接质量的参数进行优化以提高板带的表面质量以及生产效率。

目前，国内外的研究方向主要是对焊缝处缺陷产生的原因以及预防措施的研究、焊接质量影响因素的研究以及焊缝断带的原因分析，并没有通过对影响焊接质量的有关参数进行优化以提高带材的焊接质量的相关内容。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适合于超高强钢的焊接工艺参数优化的方法，考虑到焊接工艺参数对焊接质量和焊缝厚度的影响建立焊接工艺参数优化模型，通过该模型对电极压力、焊接速度、焊接电流进行优化以提高带钢的生产效率和表面质量。

为了实现以上发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种适合于超高强钢的焊接工艺参数优化方法，包括以下由计算机执行的步骤：

计算焊接电流I、焊接速度V以及电极压力P；

以焊接总热量的利用率以及焊缝计算厚度与焊缝厚度设定值的接近度最高为目标建立综合优化目标函数G(X)＝ωφ₁(X)+(1-ω)φ₂(X)；

其中，ω为焊接参数优化目标函数的加权系数；X＝{I、V、P}；φ₁(X)、φ₂(X)为过程函数， F(X)_j为焊接参数的影响函数，为焊接热量与焊缝厚度对影响函数的影响比例，Q₁为焊接时的有效热量，Q 为焊接时的总热量，H为焊缝厚度，H_set为焊缝厚度设定值，j为参数优化次数；为影响函数的平均值，n为焊接一卷前后带钢所采集参数的总次数；I为带材焊接时的电流，I_min≤I≤I_min，V为焊接速度，V_min≤V≤V_min，P为电极压力，P_min≤P≤P_min；I_min为带材焊接时的电流最小值，I_max为带材焊接时的电流最大值，V_min为焊接最小速度， V_max为焊接最大速度，P_min为电极最小压力，P_max为电极最大压力；