一种激光焊接过程能耗检测方法技术

本发明专利技术是一种激光焊接过程能耗检测方法。本发明专利技术涉及激光焊接能耗检测技术领域，本发明专利技术通过获取激光焊接过程中的各空载时段能耗之和，得到空载能耗；获取激光焊接过程中的各焊接时段能耗之和，得到焊接能耗；获取激光焊接过程中的保护气体及压缩气体能耗之和，得到气体能耗；根据空载能耗、焊接能耗和气体能耗，确定激光焊接过程的总能耗；根据焊接过程的总能耗，确定单位合格焊件焊缝长度可比能耗。确定单位合格焊件焊缝长度可比能耗。确定单位合格焊件焊缝长度可比能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种激光焊接过程能耗检测方法


[0001]本专利技术涉及激光焊接能耗检测
，是一种激光焊接过程能耗检测方法。

技术介绍

[0002]对金属结构件低能耗、少排放、能循环的现代化工业制造产业体系提出了明确要求。其中，焊接过程能耗管理是解决焊接制造企业及其供应链上下游组织的资源、环境、健康安全问题的有效手段之一。
[0003]激光焊接由于具有焊接速度快、焊接效率高、热影响区狭窄、焊接热源精准可控、焊接质量稳定且可靠等诸多优点而广泛的应用于各种金属材料的连接中。同时，激光焊接过程能耗检测也是一项复杂的系统工程，涉及的主体多，范围广，目前我国能耗检测尚处于起步阶段，特别是激光焊接能耗测试方法属于空白领域。为了给焊接制造企业、激光器生产研发企业及相关测试结构提供一种科学准确的激光焊接过程能耗测量方法，提出了一种激光焊接过程能耗定量检测方法，可以更好的引导和规范制造企业系统地构建能耗检测管理体系，也可以通过该检测方法的应用规范企业能耗管理和能耗信息披露工作，相关政府组织和检测机构可以进行激光填丝焊接能耗认证/评价工作，为企业、社会团体或消费者提供可信的金属结构件激光焊接能耗信息，有利于政府及相关机构进行有效的市场监督，建立公开、透明、绿色、可持续发展的市场机制，也可以助推相关研发生产激光器设备的企业进行技术改进及升级，共同推进我国激光焊接制造业绿色节能可持续发展。

技术实现思路

[0004]激光焊接过程的能耗数据包括空载能耗、焊接能耗和气体能耗。激光焊接过程的能耗评价指标为单位合格焊件焊缝长度的可比能耗，是指统计期内激光焊接过程总能耗与合格焊件焊缝折合长度的比值，合格焊件焊缝折合长度是综合考虑焊件复杂程度、材质及焊接层间温度等因素后经折算的合格焊件焊缝长度。本专利技术为克服现有技术的不足，确定激光焊接过程的能耗数据，基于此，本专利技术提供一种激光焊接过程能耗检测方法。
[0005]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0006]本专利技术提供了一种激光焊接过程能耗检测方法，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]一种激光焊接过程能耗检测方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]步骤1：获取激光焊接过程中的各空载时段能耗之和，得到空载能耗；
[0009]步骤2：获取激光焊接过程中的各焊接时段能耗之和，得到焊接能耗；
[0010]步骤3：获取激光焊接过程中的保护气体及压缩气体能耗之和，得到气体能耗；
[0011]步骤4：根据空载能耗、焊接能耗和气体能耗，确定激光焊接过程的总能耗；
[0012]步骤5：根据焊接过程的总能耗，确定单位合格焊件焊缝长度可比能耗。
[0013]优选地，所述步骤1具体为：
[0014]根据空载结束时刻的能耗减去空载开始时刻的能耗，得到各空载时段能耗之和，通过下式式(1)计算：
[0015][0016][0017]其中，为空载时段i消耗的能量，单位为千克标准煤kgce；为空载时段i结束时刻的输入能量，单位为千克标准煤kgce；为空载时段i开始时刻的输入能量，单位为千克标准煤kgce；E
u
为空载时段总能耗，单位为千克标准煤kgce；Q
u
为空载时段的数量。
[0018]优选地，所述步骤2具体为：
[0019]根据焊接结束时刻的能耗减去焊接开始时刻的能耗，得到各焊接时段能耗之和通过下式(3)计算：
[0020][0021][0022]其中，为焊接时段i消耗的能量，单位为千克标准煤kgce；为焊接时段i结束时刻的输入能量，单位为千克标准煤kgce；为焊接时段i开始时刻的输入能量，单位为千克标准煤kgce；E
weld
为焊接加工能耗，单位为千克标准煤kgce；Q
weld
为焊接时段的数量。
[0023]优选地，所述步骤3具体为：
[0024]根据气体流量计进行气体累积量测量，得到激光焊接过程使用保护气体及压缩气体的能耗，通过下式(5)计算：
[0025][0026]其中，E
gas
为气体总能耗，单位为千克标准煤kgce；p
i
为组分为i气体的折标准煤系数，单位为千克标准煤每立方米kgce/m3；为组分为i气体累积量，单位为立方米/m3；N
gas
为焊接气体组分数。
[0027]优选地，所述步骤4体为：
[0028]通过下式(6)确定激光焊接过程的总能耗：
[0029]E
H
＝E
u
+E
weld
+E
gas (6)
[0030]其中，E
H
为焊接过程总能耗，单位为千克标准煤kgce；
[0031]激光焊合格焊件焊缝折合长度通过下式(7)计算：
[0032][0033]其中，G
L
为统计期内合格焊件焊缝折合长度，单位为米/m；G
Lj
——统计期内第j类合格焊件焊缝长度，单位为米/m；n为合格焊件焊缝种类数；R
1j
为第j类合格焊件焊缝对应的复杂系数R1值；R
2j
为第j类合格焊件焊缝对应的焊件用焊材系数R2值；R
3j
为第j类合格焊件
焊缝对应的层间温度控制系数R3值；R
4j
为第j类合格焊件焊缝对应的工件材料系数R4值。
[0034]优选地，所述步骤5具体为：
[0035]激光焊单位合格焊件焊缝长度可比能耗根据下式(8)计算：
[0036][0037]其中，e
L
为激光焊单位合格焊件焊缝长度可比能耗，单位为千克标准煤每米kgce/m。
[0038]优选地，激光焊不需要填充焊接材料，取R2＝1.0，R3＝1.0。
[0039]一种激光焊接过程能耗检测系统，所述系统包括：
[0040]空载能耗计算模块，所述空载能耗计算模块获取激光焊接过程中的各空载时段能耗之和，得到空载能耗；
[0041]焊接能耗计算模块，所述焊接能耗计算模块：获取激光焊接过程中的各焊接时段能耗之和，得到焊接能耗；
[0042]气体能耗计算模块，所述气体能耗计算模块：获取激光焊接过程中的保护气体及压缩气体能耗之和，得到气体能耗；
[0043]总能耗计算模块，所述总能耗计算模块：根据空载能耗、焊接能耗和气体能耗，确定激光焊接过程的总能耗；
[0044]焊缝长度可比能耗计算模块，所述焊缝长度可比能耗计算模块：根据焊接过程的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光焊接过程能耗检测方法，其特征是：所述方法包括以下步骤：步骤1：获取激光焊接过程中的各空载时段能耗之和，得到空载能耗；步骤2：获取激光焊接过程中的各焊接时段能耗之和，得到焊接能耗；步骤3：获取激光焊接过程中的保护气体及压缩气体能耗之和，得到气体能耗；步骤4：根据空载能耗、焊接能耗和气体能耗，确定激光焊接过程的总能耗；步骤5：根据焊接过程的总能耗，确定单位合格焊件焊缝长度可比能耗。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述步骤1具体为：根据空载结束时刻的能耗减去空载开始时刻的能耗，得到各空载时段能耗之和，通过下式式(1)计算：下式式(1)计算：其中，为空载时段i消耗的能量，单位为千克标准煤kgce；为空载时段i结束时刻的输入能量，单位为千克标准煤kgce；为空载时段i开始时刻的输入能量，单位为千克标准煤kgce；E
u
为空载时段总能耗，单位为千克标准煤kgce；Q
u
为空载时段的数量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征是：所述步骤2具体为：根据焊接结束时刻的能耗减去焊接开始时刻的能耗，得到各焊接时段能耗之和通过下式(3)计算：式(3)计算：其中，为焊接时段i消耗的能量，单位为千克标准煤kgce；为焊接时段i结束时刻的输入能量，单位为千克标准煤kgce；为焊接时段i开始时刻的输入能量，单位为千克标准煤kgce；E
weld
为焊接加工能耗，单位为千克标准煤kgce；Q
weld
为焊接时段的数量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征是：所述步骤3具体为：根据气体流量计进行气体累积量测量，得到激光焊接过程使用保护气体及压缩气体的能耗，通过下式(5)计算：其中，E
gas
为气体总能耗，单位为千克标准煤kgce；p
i
为组分为i气体的折标准煤系数，单位为千克标准煤每立方米kgce/m3；为组分为i气体累积量，单位为立方米m3；N
gas
为焊接气体组分数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征是：所述步骤4具体为：通过下式(6)确定激光焊接过程的总能耗：E
H
＝E
u
+E
weld
...

【专利技术属性】
技术研发人员：方乃文，徐锴，黄瑞生，龙伟民，冯消冰，武鹏博，秦建，马青军，孙徕博，王永东，韩晓辉，
申请(专利权)人：郑州机械研究所有限公司北京博清科技有限公司，
类型：发明
国别省市：