高端装饰不锈钢薄板T型接头激光焊工艺参数优化方法
发布时间：2024-06-07 10:33:26 人气：1
高端装饰不锈钢薄板T型接头激光焊工艺参数优化方法
专利类型：
发明授权
申请(专利)号：
CN202111331197.3
申请日：
2021-11-11
授权公告号：
CN113857675B
授权公告日：
2024-06-07
申请人：
地址：
215000 江苏省苏州市相城区黄埭镇春光路88号
发明人：
杨文安; 张伟; 郭美娟; 顾志刚; 杨文勇; 尹时平; 姚以利; 刘斌
专辑：
工程科技Ⅰ辑
专题：
金属学及金属工艺
主分类号：
B23K26/24
分类号：
B23K26/24;B23K26/70
国省代码：
32
页数：
11
代理机构：
江苏智天知识产权代理有限公司
代理人：
陈俊凤
主权项：
1.一种高端装饰不锈钢薄板T型接头激光焊工艺参数优化方法,其特征在于,包括以下步骤：步骤一：根据不锈钢薄板T型接头激光焊接的实际生产需求,建立激光焊工艺参数优化模型的目标函数；步骤二：考虑到激光焊的工艺参数的选取受焊接设备、工件特性、操作方法以及焊接质量因素的影响,构建基于焊接速度、焊接电流以及焊接质量三个方面的激光焊工艺参数优化模型的约束边界；步骤三：针对不锈钢薄板T型接头激光焊多目标多约束优化模型的求解需求,构建基于动态存档的多目标多约束海鸥优化算法,结合海鸥搜索算法和反对派搜索算法的特点,采用最优变异策略以及基于网格方法的外部存档更新方法来得到Pareto最优解；步骤四：基于聚类原理对步骤三所得到的大量Pareto最优解进行消减,得到代表性最优解,并通过伪权重计算方法以获得代表性最优解的不同权重；步骤一中,以激光焊接过程中的最短加工时长以及最低耗电量为目标函数进行工艺参数的优化,其中加工时长为关于焊缝长度L及焊接速度V的函数,表示为；焊接过程中的能耗为焊机所耗电能E=PT,其中P为负载功率,表示为P＝UIη,其中/>为焊机的功率因素；以焊接电流、电压、工件材料允许热输入为因素建立约束边界,具体如下： 式中,为工件材料允许热输入,S为焊缝横截面积,/>为焊接工件材料比重,/>为单位已熔化材料热焓,/>为最大热输入,可表示为： 式中,K为热相率因数；选取焊缝熔深、焊缝宽度以及焊缝余高三个参数对焊缝质量进行限定,且不锈钢薄板T型接头的实际焊接加工过程同时对焊缝宽度及焊缝余高的正反面进行限定,即为： 式中,和/>分别为焊缝熔深、正面焊缝宽度、反面焊缝宽度、正面焊缝余高及反面焊缝余高；该不锈钢薄板T型接头激光焊工艺参数优化模型为： ；步骤三中的多目标多约束海鸥优化算法,其流程如下：初始化海鸥种群以及初始参数；设置阈值p1,若生成的随机数大于p1则采用海鸥搜索算法进行寻优,否则采用反对派搜索算法进行寻优,以生成新的搜索代理；设置阈值p2,若生成的随机数大于p2则直接计算每个搜索代理的目标值,否则采用最优变异策略进行变异处理之后再进行目标值的计算,其中最优变异策略是在所选的DE/rand/1策略、DE/rand/2策略、DE/best/1策略、DE/best/2策略和DE/rand-to-best/1策略五种变异策略中进行寻优得到的；将寻优得到的非劣解放入外部存档并更新位置和搜索代理,计算更新搜索代理的目标函数,将存档更新为非劣解；判断外部存档是否溢出,若溢出则采用网格方法进行外部存档的消减,否则则直接判断搜索代理是否超出边界,并作出相应的调整,根据最新更新的搜索代理适应度值,从档案中更新海鸥组；重复以上过程直至达到停止准则,返回最优解；关于外部存档管理器的算子及策略如下：(1)若发现存档为空,则保留当前解；(2)若发现存档中的一个个体已经支配了当前解,那么当前解将被剔除；(3)若存档中不存在支配当前解的个体,那么当前解将被保留；(4)如果新解在解决方案中占主导地位,那么当前解将被剔除；当最优解位于当前解的相反位置时,应用反对派搜索算法,在搜索空间中用当前解的相反位置取代它；计算相反值的公式为=a+b-x,其中a、b为该问题的上下边界。
摘要：
本发明公开了一种高端装饰不锈钢薄板T型接头激光焊工艺参数优化方法,包括以下步骤：建立以高效节能为对象的不锈钢薄板T型接头激光焊工艺参数优化模型的目标函数；考虑到激光焊的工艺参数的选取受焊接设备、工件特性、操作方法以及焊接质量等因素的影响,构建基于焊接速度、焊接电流以及焊接质量的激光焊工艺参数优化模型的约束边界；针对不锈钢薄板T型接头激光焊多目标多约束优化模型的求解需求,构建基于动态存档的多目标多约束海鸥优化算法,通过结合海鸥搜索算法和反对派搜索算法的特点,利用最优变异策略以及基于网格方法的外部存档更新方法来得到Pareto最优解；通过伪权重计算方法以获得多组具有代表性最优解的不同权重。
查看法律状态
相似专利
[1] 一种907A高强钢T型接头激光焊接加工方法. 仇丁丁;于治水;张培磊;杨橄生;卢庆华;李绍伟;李晓靓.中国专利:CN104942439A,2015-09-30
[2] 一种用于T型接头激光焊接的夹具. 罗子艺;哈斯金·弗拉基斯拉夫;董春林;韩善果;蔡得涛;王亚琴;吴博弈.中国专利:CN204686273U,2015-10-07
[3] 用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置. 何恩光;陈俐;巩水利;王学东.中国专利:CN105479005A,2016-04-13
[4] 一种T型接头搭接焊用双束并行激光焊接装置及方法. 彭进.中国专利:CN111673280A,2020-09-18
[5] 高端装饰不锈钢薄板T型接头激光焊工艺参数优化方法. 杨文安;张伟;郭美娟;顾志刚;杨文勇;尹时平;姚以利;刘斌.中国专利:CN113857675A,2021-12-31
[6] 一种907A高强钢T型接头激光焊接加工方法. 张培磊;于治水;李国进.中国专利:CN104942439B,2017-04-19
[7] 用于T型接头激光填丝焊接的激光焊接头调节装置. 何恩光;陈俐;巩水利;王学东.中国专利:CN105479005B,2017-08-11
[8] 一种T型接头搭接焊用双束并行激光焊接装置及方法. 彭进.中国专利:CN111673280B,2022-05-17
本领域科技成果与标准
科技成果
相关标准
科技成果共1条
[1] T型接头双光束同步焊接方法与装置. 国家科技成果.
研究与应用
本专利研制背景
本专利应用动态
所涉核心技术研究动态
期刊共78条
[1] 基于等承载思想的低匹配T型接头设计. 郭军礼;董志波;刘雪松;王苹;方洪渊.机械工程学报,2019(06)
[2] 铝板T型接头背面筋板位置检测方法研究. 吴东翰;韩赞东;孟繁悦;都东.传感技术学报,2019(04)
[3] 分区扫描对激光沉积成形钛合金T型接头温度场与应力场的影响. 邢本东;张瑞;王福雨;王向明.航空制造技术,2019(11)
[4] 焊接方向对T型接头焊接变形的影响. 马庆飞;李志芳;陈辉;杨小坡.中小企业管理与科技(下旬刊),2018(04)
[5] 反变形量对S355钢T型接头变形与残余应力影响的数值分析. 孙进发;刘明伟;刘海龙;杜文普.电焊机,2018(12)
[6] T型接头焊缝的优化设计. 达运社;达卿文.现代制造技术与装备,2018(05)
[7] 钢结构T型接头焊接裂纹影响因素试验研究. 王建红.热加工工艺,2019(15)
[8] 焊接顺序对T型接头残余应力场的影响. 齐国红;陈进泽;蒋建献.电焊机,2018(02)
[9] 钢结构T型接头大板梁焊接裂纹分析. 王伟;朱绍峰.内燃机与配件,2018(14)
[10] 铝合金T型接头双侧激光焊接气孔缺陷影响规律研究. 杨志斌;李浩哲;王斌;陈禹昕.红外与激光工程,2018(09)
硕博共21条
[1] 铝锂合金T型接头激光焊接工艺研究. 罗昆.武汉理工大学,2016
[2] 三明治板T型接头焊剂片约束电弧焊电弧及熔滴过渡行为研究. 陈振文.兰州理工大学,2019
[3] 铝合金构件焊接变形研究及焊接工艺优化. 潘德刚.吉林大学,2014
[4] T型接头焊接残余应力分析和释放研究. 魏崇一.燕山大学,2020
[5] 轨道交通车辆转向架磁控高效焊工艺研究. 卢旭.山东大学,2021
[6] 高强钢三明治板的激光焊接及其接头性能研究. 杨橄生.上海工程技术大学,2014
[7] 铝合金搅拌摩擦焊T型接头焊接工艺及组织性能研究. 周光.天津大学,2012
[8] 焊后处理工艺对接头残余应力状态的影响. 周坤.大连交通大学,2012
[9] 车身铝合金焊接及接头力学性能. 龙林.兰州理工大学,2007
[10] 高速转向架T型接头焊趾TIG重熔工艺研究. 郭豪.大连交通大学,2008
会议共2条
[1] Q390钢多层多道焊T型接头焊接残余应力与变形的数值模拟. 孙加民;夏林印;何静;童彦刚;邓德安.2014年全国计算机辅助焊接工程学术研讨会,2014
[2] 5A90铝锂合金激光焊接T型接头残余应力分布的数值计算. 何恩光;巩水利;吴冰;陈俐.探索 创新 交流——第五届中国航空学会青年科技论坛,2012
