(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111625982.X (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 湖南大学 地址 410082 湖南省长 沙市岳麓区麓山 南 路1号 (72)发明人 李光耀　崔俊佳　姚源恒　蒋浩　 (74)专利代理 机构 北京风雅颂专利代理有限公 司 11403 代理人 曾志鹏 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) B23K 20/06(2006.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/14(2020.01)G06F 119/18(2020.01) (54)发明名称 一种用于同异种材料磁脉冲焊接的动态焊 接窗口构建方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于同异种材料磁脉冲 焊接的动态焊接窗口构建方法， 包括： 根据不同 的放电电压和放置间距进行焊接与质量测试， 获 得多组焊接数据， 并构建静态三维模型； 从静态 三维模型获取满足预期焊接质量的多个具有代 表性的边界点， 并确定焊接面积； 对每个边界点 进行焊接 结果仿真分析， 获取磁脉冲焊接过程中 的碰撞速度和碰撞角， 并与焊接面积进行关联； 根据每个边界点对应的动态参数构建碰撞速度 ‑ 碰撞角焊接窗口； 在接收到焊接参数查询请求 时， 通过碰撞速度 ‑碰撞角焊接窗口选择目标焊 接参数， 以对两块待焊接板进行焊接。 本发明可 以实现快速选择出合适的焊接参数并完成焊接 件质量初步评定， 提高了焊接件质量以及焊接件 质量维持良好的稳定性。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 114186366 A 2022.03.15 CN 114186366 A 1.一种用于同异种材 料磁脉冲焊接的动态焊接窗口构建方法， 其特 征在于， 包括： 控制脉冲发生器的放电电压和两块待焊接板的放置间距进行焊接与质量测试， 获得一 组焊接数据； 该组焊接数据包 含所述放电电压、 所述 放置间距和焊接质量； 获取多组所述焊接数据， 并根据多组所述焊接数据构建静态三维模型； 所述静态三维 模型包含所述放电电压、 所述 放置间距和所述焊接质量之间的关系； 从所述静态三维模型获取满足预期焊接质量的多个具有代表性的边界点， 并获取每个 所述边界点对应的焊接面积； 所述 边界点包 含所述放电电压和所述 放置间距； 对每个所述边界点进行焊接结果仿真分析， 获取磁脉冲焊接过程中的碰撞速度和碰撞 角， 并将由所述碰撞速度和所述碰撞角组合的第一动态参数集与所述焊接面积进行关联； 根据每个所述边界点对应的所述第一动态参数集， 构建碰撞速度 ‑碰撞角焊接窗口； 接收包含所述两块待焊接板的焊接参数查询 请求， 根据 所述焊接参数查询 请求获取所 述两块待焊接板的目标碰撞压力以及碰撞压力与碰撞速度的映射关系， 并通过所述碰撞速 度‑碰撞角焊接窗口选择目标焊接参数， 以根据所述 目标焊接参数对所述两块待焊接板进 行焊接。 2.根据权利要求1所述的用于同异种材料磁脉冲焊接的动态焊接窗口构建方法， 其特 征在于， 所述对每 个所述边界点进行焊接结果仿真 分析之后， 还 包括： 根据所述两块待焊接板在高速运动过程中产生的碰撞压力， 构建碰撞压力 ‑碰撞角焊 接窗口； 接收包含所述两块待焊接板的焊接参数查询 指令， 根据 所述焊接参数查询指令获取所 述两块待焊接板的目标碰撞压力， 并通过所述碰撞压力 ‑碰撞角焊接窗口选择目标焊接参 数， 以根据所述目标焊接参数对所述两块待焊接 板进行焊接 。 3.根据权利要求2所述的用于同异种材料磁脉冲焊接的动态焊接窗口构建方法， 其特 征在于， 所述根据所述两块待焊接板在高速运动过程中产生的碰撞压力， 构建碰撞压力 ‑碰 撞角焊接窗口， 包括： 获取所述两块待焊接板在不同所述碰撞速度 下的碰撞压力， 并将由所述碰撞压力和所 述碰撞角组合的第二动态参数集与所述焊接面积进行关联； 根据每个所述边界点对应的所述第二动态参数集， 构建碰撞压力 ‑碰撞角焊接窗口。 4.根据权利要求1或2所述的用于同异种材料磁脉冲焊接的动态焊接窗口构建方法， 其 特征在于， 还 包括： 接收包含所述目标焊接参数的焊件质量评定请求， 从所述静态三维模型中获取与 所述 目标焊接参数相应的目标焊接质量， 并根据所述目标焊接质量对焊接件进行质量初步评 定。 5.根据权利要求1所述的用于同异种材料磁脉冲焊接的动态焊接窗口构建方法， 其特 征在于， 所述根据所述焊接参数查询请求获取所述两块待焊接板的目标碰撞压力以及碰撞 压力与碰撞速度的映射关系， 并通过所述碰撞速度 ‑碰撞角焊接窗口选择目标焊接参数， 包 括： 根据所述焊接参数查询 请求获取所述两块待焊接板的物 理参数， 并在根据所述物理参 数确定所述两块待焊接 板的动能之后， 获取与所述动能对应的目标碰撞压力； 根据碰撞压力与碰撞速度的映射关系获取与所述目标碰撞压力相应的目标碰撞速度，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114186366 A 2并从所述碰撞速度 ‑碰撞角焊接窗口中获取与所述目标碰撞速度相应的所述目标碰撞角； 根据所述目标碰撞速度和所述目标碰撞角反推出目标焊接面积， 并根据 所述目标焊接 面积获取 所述目标焊接参数； 其中， 所述目标焊接参数包 含目标放电 电压和目标放置间距。 6.根据权利要求5所述的用于同异种材料磁脉冲焊接的动态焊接窗口构建方法， 其特 征在于， 所述碰撞压力与碰撞速度的映射关系表示 为： 其中， v为所述两块待焊接板碰撞时的所述碰撞速度， ρ1、 ρ2为所述两块待焊接板的密 度， c1、 c2为所述两块待焊接 板的材料声速， P为所述碰撞压力。 7.根据权利要求1所述的用于同异种材料磁脉冲焊接的动态焊接窗口构建方法， 其特 征在于， 所述具有代 表性的边界点包 含刚形成焊接的点和形成稳定焊接的点； 所述从所述静态三维模型获取满足预期焊接质量的多个具有代表性的边界点， 并获取 每个所述边界点对应的焊接面积， 包括： 获取预设的预期焊接质量， 从所述静态三维模型中获取N1个刚形成焊接并满足所述预 期焊接质量的点， 以及 N2个形成稳定焊接并满 足所述预期焊接质量的点， 得到N个由所述放 电电压和所述 放置间距组合的边界点； 其中， N ＝N1+N2， 且N1≠N2； 对于任一个所述边界点， 获取与该边界点匹配的焊接件及其焊接轮廓， 并根据所述焊 接件的焊接轮廓确定焊接面积。 8.根据权利要求1所述的用于同异种材料磁脉冲焊接的动态焊接窗口构建方法， 其特 征在于， 所述两块待焊接 板为不同厚度或者 不同材料的金属板 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114186366 A 3