[發(fā)明專利]一種熱壓焊焊頭狀態(tài)識別方法、裝置和存儲介質

在審

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• 申請日: 2023-03-17
• 公開（公告）號: CN116475549A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發(fā)明（設計）人: 曹彪;石家橋;黃增好
• 申請（專利權）人: 華南理工大學;廣州市精源電子設備有限公司
• 主分類號: B23K20/02
• 分類號: B23K20/02;B23K20/26
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭宏謀

本發(fā)明公開了一種熱壓焊焊頭狀態(tài)識別方法、裝置和存儲介質，其中方法包括：在恒脈寬升溫控制模式和恒溫控制模式下，獲取熱壓焊在不同預設實驗條件下的焊接過程信息；對獲得的焊接過程信息進行特征參數(shù)表征，獲取不同預設實驗條件下的特征參數(shù)變化規(guī)律，生成辨識判據(jù)；實時獲取焊接過程信息，提取特征參數(shù)；根據(jù)提取的特征參數(shù)和辨識判據(jù)對熱壓焊頭狀態(tài)進行識別。本發(fā)明利用焊接過程中的動態(tài)信息評估焊頭狀態(tài)，測量焊接電流、焊頭壓降，計算焊頭功率輸入、動態(tài)電阻以及焊接能量，結合熱壓焊溫度變化，能夠識別熱電偶感溫敏感性、焊頭磨損情況和工件接觸面導熱情況；為工藝參數(shù)調整、焊頭修磨、焊頭更換提供準確指引，可廣泛應用于焊接技術領域。

技術領域

本發(fā)明涉及焊接技術領域，尤其涉及一種熱壓焊焊頭狀態(tài)識別方法、裝置和存儲介質。

背景技術

熱壓焊(也稱哈巴焊，英文名hot?bar)是利用焊頭的電阻熱傳導到工件實現(xiàn)焊接的方式。依據(jù)熱電偶測溫，調節(jié)焊接電流控制焊頭溫度以保證穩(wěn)定加熱，從而控制工件加熱，是這類設備的技術優(yōu)勢，廣泛應用于電子行業(yè)器件與零部件制造。

焊頭狀態(tài)影響焊接過程主要來源于熱電偶感溫敏感性差異、焊頭磨損和工作面表面狀態(tài)變化。

熱壓焊頭制作中，熱電偶先熔球再焊接到感溫位置，如圖1所示。熱電偶熔球體積大，同等溫升需要的熱量多；與焊頭表面的接合面積小，單位時間傳遞到熱電偶的熱量少。熱電偶制作中熔球大小和焊接面積難以保持一致，不同焊頭的感溫敏感性存在差異。此外，焊頭使用過程中由于腐蝕和疲勞，熱電偶與焊頭的連接面積也會發(fā)生變化。熱電偶的感溫敏感性差異影響控溫。

焊頭使用過程中，由于與工件的不斷接觸以及焊頭表面清理，焊頭工作區(qū)域的尺寸不斷減小，行業(yè)中定義為焊頭磨損。焊頭磨損造成加熱過程不同和溫度分布變化。

焊頭使用過程中，由于釬劑等物質的污染和高溫氧化，焊接面與工件間的接觸傳熱改變，直接影響焊點加熱，從而影響焊接質量。

在現(xiàn)有的設備應用中，焊頭狀態(tài)的變化由生產(chǎn)人員根據(jù)經(jīng)驗管控，存在管控不及時不到位、人員成本高等問題。隨著熱壓焊產(chǎn)品質量要求提高和應用的拓展，尤其是快速熱壓焊的場合，熱電偶感溫敏感性差異和焊頭磨損嚴重影響控溫響應和溫度分布均勻性。焊頭表面狀態(tài)變化長期以來是影響焊接質量的關鍵因素之一，實際生產(chǎn)中只能根據(jù)經(jīng)驗定時清理。

因此，準確及時識別焊頭狀態(tài)對生產(chǎn)質量管理、甚至對焊接設備改進有重要意義。至今這方面仍沒有有效的方法。

發(fā)明內(nèi)容

為至少一定程度上解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題之一，本發(fā)明的目的在于提供一種熱壓焊焊頭狀態(tài)識別方法、裝置和存儲介質。

本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種熱壓焊焊頭狀態(tài)識別方法，包括以下步驟：

在恒脈寬升溫控制模式和恒溫控制模式下，獲取熱壓焊在不同預設實驗條件下的焊接過程信息；

對獲得的焊接過程信息進行特征參數(shù)表征，分別獲取不同預設實驗條件下的特征參數(shù)變化規(guī)律，生成辨識判據(jù)；

實時獲取焊接過程信息，提取特征參數(shù)；

根據(jù)提取的特征參數(shù)和辨識判據(jù)對熱壓焊頭狀態(tài)進行識別；

其中，所述焊接過程信息包括焊頭的溫度信息、電流信息和電壓信息；所述辨識判據(jù)包括焊頭不同磨損程度或者不同傳熱狀態(tài)下的溫度曲線、功率曲線、電阻曲線以及焊接能量。

進一步地，所述溫度信息通過以下方式采集獲得：

通過焊接在焊頭上的熱電偶對焊頭溫度進行測量，獲得溫度信息；

所述電流信息通過以下方式采集獲得：