[發明專利]焊接變形測量方法

有效

• 申請號: 202110068798.3
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112833849B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 王學東
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種焊接變形測量方法，包括以下步驟：S1，預設成形板的余量尺寸；S2，將兩成形板焊接起來，獲得帶有余量的焊件；S3，對帶有余量的焊件表面進行掃描；S4，獲取該兩棱邊上多個點；S5，通過獲取不同位置時的棱邊坐標構建曲面，該曲面與焊件模型相交；S6，確定第一測量基準；S7，若第一距離L₀L_{0h_1}和第二距離R₀R_{0h_1}相等，則第二測量基準確定；若第一距離L₀L_{0h_1}和第二距離R₀R_{0h_1}不相等，則進入步驟S8；S8，以第一基準線O₁O_2h為旋轉軸，旋轉理論模型或焊件模型后，重復步驟S7，直至第一距離L₀L_{0h_1}和第二距離R₀R_{0h_1}相等，則第二測量基準確定。本發明應用于焊接技術領域。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，特別是涉及一種焊接變形測量方法。

背景技術

薄壁空間曲面焊接結構在航空航天產品中比較常見。由于焊接變形不可避免，為了控制焊接變形，需要對焊接變形進行測量。但在焊接變形測量過程中存在如下技術困難和問題：

1.基準不易確定

假設零件周邊有若干角點，可作為基準點，但由于焊接變形的原因，這種角點只能有一點可以將理論位置與焊件位置對準，其它點對不上。而要確定一個物體在空間中的位置至少需要三個點。另外兩個點不能確定，無法確定焊件模型與理論模型的相對位置。

另外，基準不同，變形值不同，符號的正負也可能不同。有的測量方法對整個焊件表面進行擬合，但由于沒有焊接變形基準，因此其擬合結果給出的是整個零件的最大偏差，可用于判斷零件是否超差，并不是變形值。

2.焊件上各點在焊前與焊后的對應關系未知

這里借用數值計算的概念來說明這一問題。數值計算中是將計算模型的節點進行編號，焊接變形前后，各節點具有一一對應關系，從而可獲得各節點的位移值。但對于實際結構的焊接，如果沒有相應的措施，焊件上各點在焊前與焊后的對應關系是未知的。

為了獲得這種對應關系，有的測量方法在焊前對焊件表面劃分網格并進行鉆孔，置入鋼珠，但這屬于破壞性方法，實際產品中不允許。還有的方法焊前在零件表面做各種標記，但這會影響產品的制造過程，同時存在標記不易識別的問題。

3.變形數據點過少

現有的各種變形測量方法，變形點過少，變形信息不足。

4.帶余量測量

薄壁空間曲面結構的加工過程一般包括板材成形、焊接、焊后熱處理、外形切割等工序。在焊接之后，先要經過焊后熱處理，最后切外形。在這種條件下，如果要測量焊態下的變形，只能在帶有余量的焊件上進行。

焊接變形的測量，一般的方法是與數模比對。對于比較復雜的空間曲面結構，需要保證的是零件的凈尺寸精度，保證全部余量的精度是比較困難的。同時整個曲面結構表面是光滑的，無法提供特征點或基準，這就給焊態下焊接變形的測量帶來困難。

5.變形結果的理解

對于復雜空間曲面結構，基準不合理，變形結果令人費解，變形測量結果就失去意義了。

6.焊接實時測量

很多研究者提出焊接實時測量方法，即在焊接過程中邊焊接邊測量變形，這種方法一般用于焊接原理基礎性研究，不適合于實際生產，因為在焊接生產過程中，這種工件不受拘束地自由變形是不被允許的。

因此，發明人提供了一種焊接變形測量方法。

發明內容