本发明专利技术属于焊接技术领域，并具体公开了一种变厚度殷瓦钢板材的焊接方法、系统及装置，其包括：获取焊接板材的板厚变化曲线，基于板厚变化曲线从焊接数据库中调取标准工艺参数曲线；基于当前焊接点的温度曲线确定当前焊接点的实际熔深；基于板厚变化曲线确定当前焊接点的板材厚度，以确定当前焊接点的最优熔深，并获取当前焊接点对应的最优熔深与实际熔深之间的熔深差异；基于标准工艺参数曲线和下一焊接点的板材厚度获取下一焊接点的第一工艺参数；基于熔深差异对下一焊接点的第一工艺参数进行修正，得到下一焊接点的第二工艺参数，并基于第二工艺参数对下一焊接点进行焊接。本发明专利技术可实现对变厚度殷瓦钢板材的稳定焊接，提高焊接质量。高焊接质量。高焊接质量。
【技术实现步骤摘要】
一种变厚度殷瓦钢板材的焊接方法、系统及装置
[0001]本专利技术属于焊接
，更具体地，涉及一种变厚度殷瓦钢板材的焊接方法、系统及装置。
技术介绍
[0002]殷瓦合金(invar，也称为殷钢)，是一种镍铁合金，它的热膨胀系数极低，具有“因瓦效应”，能在很宽的温度范围内保持固定长度，广泛应用于储运、无线电工业、精密仪器、仪表及其他工业等领域。然而，随着结构轻量化的产品设计越来越多，厚度变化的殷瓦钢零件也随之增加，这样的产品设计方式虽然减轻了制件的重量，但变厚度的结构设计对殷瓦钢的连接方式提出了更高的技术要求。
[0003]一直以来，变厚度殷瓦钢板材的焊接通常是以手工电弧焊的方式为主，存在热输入大、微观组织粗大、裂纹/气孔缺陷多发、热变形大、生产效率低等问题，难以满足高质高效的制造需求。但采用自动化方式进行焊接时，存在两大问题：一方面由于殷瓦钢本身固
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液凝固区间很小，可焊接的参数带很窄，工艺参数很难调节；另一方面由于殷瓦钢板材的厚度不一，工艺参数需要随着厚度变化而变化。
[0004]因此，亟需一种变厚度殷瓦钢板材的焊接方法，以实现对变厚度殷瓦钢板材的稳定焊接。
技术实现思路
[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种变厚度殷瓦钢板材的焊接方法、系统及装置，其目的在于，实现对变厚度殷瓦钢板材的稳定焊接，提高焊接质量。
[0006]为实现上述目的，按照本专利技术的第一方面，提出了一种变厚度殷瓦钢板材的焊接方法，包括如下步骤：
[0007]S1、获取焊接板材的板厚变化曲线，所述板厚变化曲线反映所述焊接板材在焊缝方向的板厚；
[0008]S2、基于所述板厚变化曲线从焊接数据库中调取标准工艺参数曲线，所述标准工艺参数曲线与所述板厚变化曲线对应，反映焊缝方向上板厚不同时工艺参数的取值变化；
[0009]S3、获取当前焊接点的温度曲线，基于所述当前焊接点的温度曲线确定当前焊接点的实际熔深；
[0010]S4、基于所述板厚变化曲线确定当前焊接点的板材厚度，以确定当前焊接点的最优熔深，进而得到当前焊接点对应的最优熔深与实际熔深之间的熔深差异；
[0011]S5、基于所述标准工艺参数曲线和下一焊接点的板材厚度确定下一焊接点的第一工艺参数；
[0012]S6、基于所述熔深差异对所述下一焊接点的第一工艺参数进行修正，以得到下一焊接点的第二工艺参数，并基于所述第二工艺参数对下一焊接点进行焊接。
[0013]作为进一步优选的，基于所述熔深差异对所述第一工艺参数进行修正，以得到下
一焊接点的第二工艺参数，包括：
[0014]获取训练好的工艺参数修正模型，所述工艺参数修正模型为机器学习模型；
[0015]所述工艺参数修正模型基于所述第一工艺参数以及所述熔深差异作为输入，输出修正后的第二工艺参数。
[0016]作为进一步优选的，所述训练好的工艺参数修正模型为第一神经网络的子模型，所述第一神经网络还包括第一熔深预测模型；所述第一神经网络基于以下步骤进行训练：
[0017](1)获取第一训练样本集，所述第一训练样本集包括多个样本，其中的每个样本包括第一工艺参数以及实际熔深标定值；
[0018](2)对第一训练样本集中的每一个，将所述第一工艺参数和熔深校正初始值输入所述工艺参数修正模型中，输出校正后的第二工艺参数；
[0019](3)将所述第二工艺参数输入所述第一熔深预测模型中，输出对应的熔深预测值；
[0020](4)将所述熔深预测值与所述实际熔深标定值进行对比，以此构建损失函数不断更新所述第一神经网络直至所述熔深预测值与所述实际熔深标定值之间的差值小于阈值为止，采用多个所述第一训练样本多次更新所述第一神经网络，得到训练好的第一神经网络。
[0021]作为进一步优选的，所述焊接板材包括两块，当焊接的两块板材的厚度不完全一致时，所述获取焊接板材的板厚变化曲线，包括：
[0022]分别获取两块板材的第一厚度变化曲线和第二厚度变化曲线。
[0023]作为进一步优选的，所述基于板厚变化曲线从焊接数据库中调取标准工艺参数曲线，包括：
[0024](1)将焊缝离散为若干个焊接点，并基于所述第一厚度变化曲线和第二厚度变化曲线获取每个焊接点对应的两块板材的第一厚度和第二厚度；
[0025](2)基于所述第一厚度和第二厚度调取标准工艺参数；
[0026](3)基于每个焊接点的标准工艺参数拟合得到标准工艺参数曲线。
[0027]作为进一步优选的，基于所述当前焊接点的温度曲线确定当前焊接点的实际熔深，包括：
[0028]获取训练好的第二熔深预测模型；
[0029]将所述当前焊接点的温度曲线输入所述训练好的第二熔深预测模型中，得到实际熔深。
[0030]作为进一步优选的，所述训练好的第二熔深预测模型包括：图像输入层、特征提取层和分析层，所述训练好的第二熔深预测模型基于如下步骤进行训练：
[0031](1)获取第二训练样本集，所述第二训练样本集包括多个样本，其中的每个样本包括温度样本曲线以及熔深标签值，所述熔深标签值部分来自于训练好的第一熔深预测模型的自动标注值；
[0032](2)将所述温度样本曲线作为图片矩阵输入所述图像输入层中，经所述特征提取层提取其中的特征值，而后所述分析层基于所述特征值进行前向传播，得到熔深预测值，将所述熔深预测值经反向传播逐层更新所述第二熔深预测模型，如此反复训练得到训练好的第二熔深预测模型。
[0033]按照本专利技术的第二方面，提供了一种变厚度殷瓦钢板材的焊接系统，包括板厚变
化曲线获取模块、标准工艺参数曲线获取模块、温度曲线获取模块、实际熔深确定模块、熔深差异确定模块、第一工艺参数获取模块、第二工艺参数获取模块，其中：
[0034]所述板厚变化曲线获取模块，用于获取焊接板材的板厚变化曲线，所述板厚变化曲线反映焊接板材在焊缝方向的板厚；
[0035]所述标准工艺参数曲线获取模块，用于基于所述板厚变化曲线从焊接数据库中调取标准工艺参数曲线，所述标准工艺参数曲线与所述板厚变化曲线对应，反映在焊缝方向上板厚不同时工艺参数的取值变化；
[0036]所述温度曲线获取模块，用于获取当前焊接点的温度曲线；
[0037]所述实际熔深确定模块，用于基于所述当前焊接点的温度曲线确定当前焊接点的实际熔深；
[0038]所述熔深差异确定模块，用于基于所述板厚变化曲线确定当前焊接点的板材厚度，以确定当前焊接点的最优熔深，进而得到当前焊接点对应的最优熔深与实际熔深之间的熔深差异；
[0039]所述第一工艺参数获取模块，用于基于所述标准工艺参数曲线和下一焊接点的板材厚度获取下一焊接点的第一工艺参数；
[0040]所述第二工艺参数获取模块，用于基于所述熔深差异对所述第一工艺参数进行修正，以得到下一焊接点的第二工艺参数，并基于所述第二工艺参数对下一焊接点进行焊本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种变厚度殷瓦钢板材的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取焊接板材的板厚变化曲线，所述板厚变化曲线反映所述焊接板材在焊缝方向的板厚；S2、基于所述板厚变化曲线从焊接数据库中调取标准工艺参数曲线，所述标准工艺参数曲线与所述板厚变化曲线对应，反映焊缝方向上板厚不同时工艺参数的取值变化；S3、获取当前焊接点的温度曲线，基于所述当前焊接点的温度曲线确定当前焊接点的实际熔深；S4、基于所述板厚变化曲线确定当前焊接点的板材厚度，以确定当前焊接点的最优熔深，进而得到当前焊接点对应的最优熔深与实际熔深之间的熔深差异；S5、基于所述标准工艺参数曲线和下一焊接点的板材厚度确定下一焊接点的第一工艺参数；S6、基于所述熔深差异对所述下一焊接点的第一工艺参数进行修正，以得到下一焊接点的第二工艺参数，并基于所述第二工艺参数对下一焊接点进行焊接。2.如权利要求1所述的变厚度殷瓦钢板材的焊接方法，其特征在于，基于所述熔深差异对所述第一工艺参数进行修正，以得到下一焊接点的第二工艺参数，包括：获取训练好的工艺参数修正模型，所述工艺参数修正模型为机器学习模型；所述工艺参数修正模型基于所述第一工艺参数以及所述熔深差异作为输入，输出修正后的第二工艺参数。3.如权利要求2所述的变厚度殷瓦钢板材的焊接方法，其特征在于，所述训练好的工艺参数修正模型为第一神经网络的子模型，所述第一神经网络还包括第一熔深预测模型；所述第一神经网络基于以下步骤进行训练：(1)获取第一训练样本集，所述第一训练样本集包括多个样本，其中的每个样本包括第一工艺参数以及实际熔深标定值；(2)对第一训练样本集中的每一个，将所述第一工艺参数和熔深校正初始值输入所述工艺参数修正模型中，输出校正后的第二工艺参数；(3)将所述第二工艺参数输入所述第一熔深预测模型中，输出对应的熔深预测值；(4)将所述熔深预测值与所述实际熔深标定值进行对比，以此构建损失函数不断更新所述第一神经网络直至所述熔深预测值与所述实际熔深标定值之间的差值小于阈值为止，采用多个所述第一训练样本多次更新所述第一神经网络，得到训练好的第一神经网络。4.如权利要求1所述的变厚度殷瓦钢板材的焊接方法，其特征在于，所述焊接板材包括两块，当焊接的两块板材的厚度不完全一致时，所述获取焊接板材的板厚变化曲线，包括：分别获取两块板材的第一厚度变化曲线和第二厚度变化曲线。5.如权利要求4所述的变厚度殷瓦钢板材的焊接方法，其特征在于，所述基于板厚变化曲线从焊接数据库中调取标准工艺参数曲线，包括：(1)将焊缝离散为若干个焊接点，并基于所述第一厚度变化曲线和第二厚度变化曲线获取每个焊接点对应的两块板材的第一厚度和第二厚度；(2)基于所述第一厚度和第二厚度调取标准工艺参数；(3)基于每个...
【专利技术属性】
技术研发人员：余圣甫，余振宇，郑博，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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