[发明专利]焊接变形测量方法

说明书

本发明涉及一种焊接变形测量方法，包括以下步骤：S1，预设成形板的余量尺寸；S2，将两成形板焊接起来，获得带有余量的焊件；S3，对带有余量的焊件表面进行扫描；S4，获取该两棱边上多个点；S5，通过获取不同位置时的棱边坐标构建曲面，该曲面与焊件模型相交；S6，确定第一测量基准；S7，若第一距离L₀L_{0h_1}和第二距离R₀R_{0h_1}相等，则第二测量基准确定；若第一距离L₀L_{0h_1}和第二距离R₀R_{0h_1}不相等，则进入步骤S8；S8，以第一基准线O₁O_2h为旋转轴，旋转理论模型或焊件模型后，重复步骤S7，直至第一距离L₀L_{0h_1}和第二距离R₀R_{0h_1}相等，则第二测量基准确定。本发明应用于焊接技术领域。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种焊接变形测量方法。

背景技术

薄壁空间曲面焊接结构在航空航天产品中比较常见。由于焊接变形不可避免，为了控制焊接变形，需要对焊接变形进行测量。但在焊接变形测量过程中存在如下技术困难和问题：

1.基准不易确定

假设零件周边有若干角点，可作为基准点，但由于焊接变形的原因，这种角点只能有一点可以将理论位置与焊件位置对准，其它点对不上。而要确定一个物体在空间中的位置至少需要三个点。另外两个点不能确定，无法确定焊件模型与理论模型的相对位置。

另外，基准不同，变形值不同，符号的正负也可能不同。有的测量方法对整个焊件表面进行拟合，但由于没有焊接变形基准，因此其拟合结果给出的是整个零件的最大偏差，可用于判断零件是否超差，并不是变形值。

2.焊件上各点在焊前与焊后的对应关系未知

这里借用数值计算的概念来说明这一问题。数值计算中是将计算模型的节点进行编号，焊接变形前后，各节点具有一一对应关系，从而可获得各节点的位移值。但对于实际结构的焊接，如果没有相应的措施，焊件上各点在焊前与焊后的对应关系是未知的。

为了获得这种对应关系，有的测量方法在焊前对焊件表面划分网格并进行钻孔，置入钢珠，但这属于破坏性方法，实际产品中不允许。还有的方法焊前在零件表面做各种标记，但这会影响产品的制造过程，同时存在标记不易识别的问题。

3.变形数据点过少

现有的各种变形测量方法，变形点过少，变形信息不足。

4.带余量测量

薄壁空间曲面结构的加工过程一般包括板材成形、焊接、焊后热处理、外形切割等工序。在焊接之后，先要经过焊后热处理，最后切外形。在这种条件下，如果要测量焊态下的变形，只能在带有余量的焊件上进行。

焊接变形的测量，一般的方法是与数模比对。对于比较复杂的空间曲面结构，需要保证的是零件的净尺寸精度，保证全部余量的精度是比较困难的。同时整个曲面结构表面是光滑的，无法提供特征点或基准，这就给焊态下焊接变形的测量带来困难。

5.变形结果的理解

对于复杂空间曲面结构，基准不合理，变形结果令人费解，变形测量结果就失去意义了。

6.焊接实时测量

很多研究者提出焊接实时测量方法，即在焊接过程中边焊接边测量变形，这种方法一般用于焊接原理基础性研究，不适合于实际生产，因为在焊接生产过程中，这种工件不受拘束地自由变形是不被允许的。

因此，发明人提供了一种焊接变形测量方法。

发明内容