[发明专利]铝合金薄板的调制脉冲电流焊接方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开了铝合金薄板的调制脉冲电流焊接方法、系统及存储介质，方法包括以下步骤：基于抛物线函数标准公式，计算焊接峰值电流；对焊接参数进行配置；根据计算得到的焊接峰值电流和配置的焊接参数，基于预设的抛物线曲线启动焊接操作。本发明这种采用抛物线函数波形去调制的阶梯单脉冲电流焊接方法，形成了强弱脉冲群搅拌熔池效果，有利于气泡逸出；另外，阶梯波形带有熔滴过渡控制阶段，焊接过程的熔滴过渡规律性强，焊缝成型较好，铝合金薄板焊接上有良好的焊缝成型效果，可广泛应用于金属焊接技术领域。

技术领域

本发明涉及金属焊接技术领域，尤其是铝合金薄板的调制脉冲电流焊接方法、系统及存储介质。

背景技术

铝合金材料和普通黑色金属材料相比，具有质量轻、强度高、比重小、抗腐蚀性好和回收再利用方便等特点，切合国家节能减排的长远规划，在工业领域中正获得越来越广泛的应用。但与常规黑色金属材料相比，铝合金材料的物理化学特性和焊接工艺性能有着显著自身特点，焊接困难问题一直是制约其广泛使用的最大障碍。铝合金自身特点导致在焊接时极易形成夹渣、未熔合、未焊透、缩孔、热裂纹和氢气孔等焊接缺陷。

脉冲电流焊接工艺有两种常用的方法，分别是单脉冲焊接和双脉冲焊接。

(1)单脉冲焊接铝合金时熔池里的气泡不容易逸出，焊缝成型后影响力学性能，单脉冲电流波形如图1所示，I_p为单脉冲峰值电流大小、I_b为单脉冲基值电流大小、t_p为单脉冲峰值时间长度、t_b为单脉冲基值时间长度。

(2)双脉冲焊接铝合金时，强弱脉冲群能起到搅拌熔池的效果，有利于熔池里的气泡逸出，但脉冲控制参数过多，参数优化困难，而且强弱脉冲群之间没有平滑过渡，电弧电压跳动大，飞溅较多，双脉冲电流波形如图2所示，图中T_S为强脉冲群维持总时间、T_W为弱脉冲群维持总时间、I_sp为强脉冲群峰值电流大小、I_sb为强脉冲群基值电流大小、t_sp为强脉冲群峰值时间长度、t_sb为强脉冲群基值时间长度、I_wp为弱脉冲群峰值电流大小、I_wb为弱脉冲群基值电流大小、t_wp为弱脉冲群峰值时间长度、t_wb为弱脉冲群基值时间长度。

(3)基于上述方法又有人提出了采用阶梯单脉冲焊接方法来改善焊缝的成型效果，阶梯单脉冲电流波形如图3所示，阶梯单脉冲源于图1的单脉冲电流波形，参数和图1的相同，只是增加了阶梯脉冲时间t_m和阶梯脉冲电流大小I_m两个参数，阶梯脉冲在理论上可以起着控制熔滴过渡的作用。

(4)脉冲焊接工艺参数较多，参数之间会互相影响，其中一个参数的变化会导致其他参数跟着改变才能保持良好的焊接效果，调节不便。为了寻找一种让焊接输入电流连续变化的方法，有人提出了采用高斯函数调制脉冲焊接电流波形的方法。根据工艺实验，通过把焊接输入电流分段记录最佳参数，达到只调整弱脉冲群基值电流大小就能满足工艺要求的一元化调节目标。但是这种调节方法应用于3mm以上的铝合金材料焊接时效果良好，当焊接母材厚度降低到2mm及其以下时，这种方法的应用效果不好，母材容易被焊穿，焊缝成型困难，说明这种方法不适用于铝合金薄板材料的焊接。

总的来说，现有技术对于厚度在2mm及以下的铝合金薄板焊接时，成型困难，薄板极易被焊穿。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种成型简单且薄板不易被焊穿的，铝合金薄板的调制脉冲电流焊接方法、系统及存储介质。

第一方面，本发明实施例提供了铝合金薄板的调制脉冲电流焊接方法，包括以下步骤：

基于抛物线函数标准公式，计算焊接峰值电流；