[發明專利]一種激光拼焊板耐腐蝕性能的預測方法及系統

無效

• 申請號: 201210397952.2
• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN102937564A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 李新城;朱偉興;何建華;趙從光;張云;莊志平
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

本發明涉及激光焊接技術領域，具體地說是一種激光拼焊板耐腐蝕性能的預測方法及系統。

背景技術

近年來，隨著國民經濟的增長，汽車工業蓬勃發展，經濟實用的汽車以其質量輕、耗油少、安全性高而備受廣大消費者的青睞。激光拼焊板的應用減低了車身質量，降低了生產成本，被越來越多的汽車制造廠所采用。激光拼焊不僅在交通運輸裝備制造業中被使用，還在建筑業、橋梁、家電板材焊接生產、軋鋼線鋼板焊接(連續軋制中的鋼板連接)等領域中被大量使用。長期以來，各種板材的激光焊接工藝優化及其耐腐蝕性能控制主要通過實物試驗來探索確定，這必將耗費大量的人力、物力和時間，并且因在各個控制環節存在的人為因素，將或多或少地影響到激光焊接工藝優化及其耐腐蝕性能控制的精度。若能在激光焊接領域引入先進的計算機模擬和預測技術，則可迅速而準確地預測激光拼焊板的耐腐蝕性能并及時調整和優化激光焊接工藝，對高性能激光拼焊板的研發具有十分重要的工程意義。然而，此類研究的相關成果在國內外均鮮見報道。

日本Kobe?Steel公司在2007年向美國專利局申請了專利“Weld?metal?excellent?intoughness?and?SR?cracking?resistance”（專利號：US07597841），該專利的內容主要為通過對焊接金屬成份的調整，以獲得優良的焊縫力學性能。此外，新日本制鐵公司的JosidaKhirosi在2009年向歐洲專利局申請了專利Device?to?forecast?rupture?of?part?subjected?topoint?welding?method?to?this?end?computer?software?and?machine-readable?data?carrier（專利號：RU2006013994820050412），該專利的主要內容為發明了一種基于終端計算機處理的預測點焊件破裂的裝置。因為點焊時，隨著焊點數目的增加,電極頭部產生的塑性變形所導致的電極頭直徑增大等原因會產生脫焊，需要進行人工干預。但關于激光拼焊板耐蝕性能預測和相應工藝優化方法的專利成果未見報道。

發明內容

本發明的目的是以常用激光拼焊板鋼板為研究對象，具體涉及冷軋深沖板系列St12、St16及鍍鋅板；高強度鍍鋅鋼DOGAL/超級拉延鋼BUSD；高強度低合金鋼板系列B240/390DP、B340/590DP等。提供一種針對拼焊板產品的耐腐蝕性能進行預測的方法及系統，同時得出與最小腐蝕率相應的優化工藝方案。

本發明所述的激光拼焊板耐腐蝕性能的預測方法，包括以下步驟：

（1）從數據庫中讀取激光焊接過程所需的母材信息和工藝參數，為后續流程提供初始條件的步驟；

（2）結合待測焊件母材的信息和工藝參數建立PLS耐腐蝕性能預測模型，并對PLS公式進行精度的檢驗與控制，得到精度最高的PLS耐腐蝕性能預測模型的步驟；

（3）由精度最高的PLS耐腐蝕性能預測模型計算后得出試樣的一組腐蝕率預測值；

（4）對所得到的一組預測結果，再根據逆映射原理反求得到與最小預測值相對應的最優焊接工藝方案，即最優工藝參數的組合，并輸出優化工藝參數。

步驟（1）中所說的母材信息包括材料牌號、化學成分、母材厚度、焊件尺寸等材質參數；焊接工藝參數包括：激光功率、焊接速度、光斑直徑等；當母材信息和焊接工藝參數讀取無誤，則轉入下一步驟；如有錯誤，則可返回重新讀取母材信息和工藝參數。

步驟（2）采用交叉有效性確定主成分的個數，以獲得PRESS_h最小化的預測方程，利用目標相對誤差5%的精度檢驗與控制，獲得精度最高的PLS耐腐蝕性能預測模型以及逆映射反求得到的最優激光焊接方案。即通過對各不同工藝狀態的模擬得出目標相對誤差≤5%的腐蝕率預測值以及相應的最優PLS預測模型，得到精度最高的PLS耐腐蝕性能預測模型。

步驟（4）為采用表格、圖表或普通文本分析報告方式對工藝優化的結果進行顯示輸出。

本發明還公開了用于實現上述方法的激光拼焊板耐腐蝕性能的預測系統，該系統由數據庫、前處理模塊、拼焊板耐腐蝕性能預測模塊、后處理模塊組成。

其中，所述數據庫用于儲存拼焊板母材信息和焊接工藝參數及其它系統所需數據。母材信息包括材料牌號、化學成分、母材厚度、焊件尺寸等材質參數；焊接工藝參數包括拼焊板激光功率、焊接速度、光斑直徑等。