CN111832186A - 焊接件的性能预测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及焊接技术领域，公开了一种焊接件的性能预测方法。本发明中根据待模拟虚焊参数确定对应规格的目标焊丝，其中，待模拟虚焊参数用于表征待模拟的虚焊程度；利用目标焊丝焊接元器件；检测并分析焊接有目标焊丝的元器件在工作状态下的性能参数。在日后对组装好的元器件的性能进行检测时，可以根据分析的性能结果和待模拟虚焊参数的对应关系，确定组装好的元器件是否存在虚焊问题以及虚焊程度，简化虚焊的检测过程，且避免焊接位置等外部因素影响判断结果，使虚焊缺陷的判断更加准确。
Description
技术领域
本发明实施例涉及焊接技术领域，特别涉及一种焊接件的性能预测方法。
背景技术
在对金属元器件进行焊接时，通常在焊接部位施加一定的能量，例如，温度、红外光、激光等能量。从而使施加能量的焊接部位的原子发生扩散，在该原子扩散至相邻金属器件中时，可以与相邻金属器件形成金属间的化合物，从而利用化合键的作用力使金属元器件与相邻金属器件相连接，也就是实现了金属元器件的焊接。
在实际应用中，若焊接部位的能量的大小或其他参数选择不合适时，焊接部位处生成的金属间的化合物的厚度也会有所不同，由于金属间的化合物在受力时容易被损坏，所以在应力作用下金属间的化合物破损导致焊接部位形成空隙，也就是通常所说的虚焊或者脱焊现象。若焊接件出现虚焊或脱焊现象，则会导致焊接的可靠性降低，影响焊接件的性能。
为避免虚焊或脱焊现象影响焊接件性能，一般会针对焊接区域进行测试，检测焊接区域是否存在虚焊或脱焊的缺陷。然而相关技术针对焊接区域进行检测，由于焊接区域的位置并不固定，在焊接区域所处的位置不规则或较难观察到焊接效果时，极易导致测量结果的不准确。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种焊接件的性能预测方法，简化虚焊的检测过程，且避免焊接位置等外部因素影响判断结果，使虚焊缺陷的判断更加准确。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种焊接件的性能预测方法，包括：根据待模拟虚焊参数确定对应规格的目标焊丝，其中，待模拟虚焊参数用于表征待模拟的虚焊程度；利用目标焊丝焊接元器件；检测并分析焊接有目标焊丝的元器件在工作状态下的性能参数。
本发明实施例相对于现有技术而言，将焊点的虚焊程度量化为虚焊参数，虚焊参数对应特定规格的目标焊丝，并利用该目标焊丝焊接元器件，从而实现对虚焊程度的模拟。对焊接后的元器件在工作状态下的性能进行检测并分析，在检测出的不同虚焊参数对应的元器件的性能结果之后，可以近似看作不同虚焊程度对应的元器件的性能结果，通过对性能的结果进行分析，便于确定在不影响元器件性能的条件下的虚焊程度下限。另一方面，在日后对组装好的元器件的性能进行检测时，可以根据分析的性能结果和待模拟虚焊参数的对应关系，确定组装好的元器件是否存在虚焊问题以及虚焊程度，简化虚焊的检测过程，且避免焊接位置等外部因素影响判断结果，使虚焊缺陷的判断更加准确。
另外，根据待模拟虚焊参数确定对应规格的目标焊丝，包括：根据虚焊参数确定对应的焊接面积；根据焊接面积确定对应规格的目标焊丝。利用焊接面积量化虚化程度，更易于实现及操作。
另外，根据焊接面积确定对应规格的目标焊丝，包括：确定具有预设规格的单股焊丝的第一横截面积；根据焊接面积和第一横截面积得到所需焊丝的股数N，并将N股焊丝作为目标焊丝。
另外，目标焊丝的长度小于100毫米。通过设置目标焊丝的长度上限，可以最大程度的模拟实际操作时的虚焊情况。
另外，在利用目标焊丝焊接元器件之后，还包括：对目标焊丝的发热情况进行检测并分析。通过对目标焊丝的发热情况的分析，可以评估出目标焊丝的焊接质量。
另外，对目标焊丝的发热情况进行检测并分析，包括：计算目标焊丝的电阻率；根据电阻率计算分析出目标焊丝的发热情况。
另外，在检测并分析焊接有目标焊丝的元器件在工作状态下的性能参数之后，还包括：根据多个不同的待模拟虚焊参数与其对应的性能参数，确定性能参数的数值在预设范围内时待模拟虚焊参数的取值范围；根据取值范围确定焊接面积的最小值。这样做可以利用模拟的性能与待模拟虚焊参数的对应关系，较为准确的评估出元器件的焊接面积的下限。
另外，在利用目标焊丝焊接元器件之后，还包括：对目标焊丝的焊接质量进行核验。通过验证焊丝质量，以保证最终得到的待模拟的虚焊参数对应的性能结果的准确性。
另外，对目标焊丝的焊接质量进行核验，包括：检测焊接后的目标焊丝与元器件之间可承受的最大拉力；若最大拉力在预设范围内，则判定焊接质量正常。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是根据本申请第一实施例中焊接件的性能预测方法的流程图；
图2是根据本申请第一实施例中目标焊丝的45度俯视图；
图3是根据本申请第二实施例中焊接件的性能预测方法的流程图；
图4是根据本申请第三实施例中焊接件的性能预测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
本发明的第一实施例涉及一种焊接件的性能预测方法，包括：根据待模拟虚焊参数确定对应规格的目标焊丝，其中，待模拟虚焊参数用于表征待模拟的虚焊程度；利用目标焊丝焊接元器件；检测并分析焊接有目标焊丝的元器件在工作状态下的性能参数。从而简化虚焊的检测过程，且避免焊接位置等外部因素影响判断结果，使虚焊缺陷的判断更加准确。下面对本实施例的应用测试方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。
本实施例中涉及的焊接件的性能预测方法，如图1所示，包括：
步骤101，根据待模拟虚焊参数确定对应规格的目标焊丝。
具体地说，在对元器件进行焊接时，需要控制焊接面积不小于预设阈值，从而保证焊接质量。若焊接面积小于预设阈值，则较大概率会导致焊接效果不佳，也就是通常所说的虚焊。若焊接面积为零，则此时元器件存在脱焊的问题。在焊接面积处于零和预设阈值之间，均可以视作该元器件存在虚焊问题，焊接面积越小，说明虚焊程度越严重。
为量化虚焊程度，可以将虚焊程度以虚焊参数的形式表示，如以百分比的形式量化虚焊程度，虚焊参数30％对应的虚焊程度相较于虚焊参数60％对应的虚焊程度更为轻微。或将焊接面积的数值作为虚焊参数，虚焊参数5平方毫米对应的虚焊程度相较于虚焊参数10平方毫米对应的虚焊程度更为严重，等等。
在确定虚焊参数的表现形式之后，选择待模拟虚焊参数，根据待模拟虚焊参数确定对应规格的目标焊丝。在确定目标焊丝的规格时，可以根据待模拟虚焊参数确定其对应的焊接面积，根据焊接面积确定目标焊丝的规格。例如，若以焊接面积的数值作为虚焊参数，则根据所选择的待模拟虚焊参数可以直接确定焊接面积；若以百分比的形式量化得到虚焊参数，则需要确定正常焊接时的标准焊接面积S1，利用标准焊接面积S1和待模拟虚焊参数A计算得到待模拟虚焊参数对应的焊接面积，计算公式为焊接面积S＝S1*A。
由于不同规格的焊丝具有不同大小的横截面积，且横截面积的形状也并不相同，例如，横截面积的形状可以是圆形，方形或三角形。选定单独一股满足横截面积条件的焊丝作为目标焊丝，使目标焊丝的横截面积与焊接面积相同，从而使选定规格的目标焊丝与待模拟虚焊参数相对应。另外，还可以利用不同大小及不同形状横截面积的焊丝进行任意组合，组合后的多股焊丝共同作为目标焊丝，也可以得到待模拟虚焊参数对应的目标焊丝。或者，还可以利用相同大小及相同形状横截面积的统一规格的焊丝进行组合，组合后的多股焊丝共同作为目标焊丝，从而确定待模拟虚焊参数对应规格的目标焊丝。
另外，除基于横截面积确定目标焊丝的规格之外，还可以选定特定的焊丝规格，利用焊丝的数量确定目标焊丝的规格。例如，虚焊参数1对应2股特定规格的焊丝，虚焊参数2对应4股特定规格的焊丝，等等，虚焊参数与特定规格焊丝的数量的对应关系可以预先进行测定，根据确定好的虚焊参数与特定规格焊丝数量的对应关系，在确定待模拟虚焊参数之后，可以基于对应关系直接确定所需的特定规格焊丝的数量，从而快速的确定目标焊丝的规格，提高选择目标焊丝的效率。
另外，在实际模拟过程中，目标焊丝的长度可以在0毫米至100毫米的范围内，长度越小模拟效果越接近实际的虚焊情况，从而使后续对焊接件的性能的预测结果更加准确。
步骤102，利用目标焊丝焊接元器件。
具体地说，如图2所示，将目标焊丝1放置于焊台2上，利用焊台2实现目标焊丝1与元器件(图中未标示)的焊接。图2所示由左至右分别代表三种不同规格的目标焊丝，分别对应三个不同的待模拟虚焊参数。根据三组目标焊丝可以清晰观察到，三组目标焊丝对应的横截面积4不同，从而导致目标焊丝与元器件焊接后形成的焊点3的面积并不相同，从而可以模拟出不同的虚焊程度的焊接。
在利用目标焊丝焊接元器件之后，还可以针对目标焊丝的焊接的可靠性进行评估，即对目标焊丝的发热情况进行检测并分析。例如，可以根据目标焊丝的电阻率计算目标焊丝的发热情况。目标焊丝的电阻率可以根据目标焊丝的横截面积S0，长度L，和材质ρ进行计算，计算公式如下，电阻率R＝ρ*L/S0。当目标焊丝内通过的电流I和通电时间T确定时，目标焊丝所产生的热量与电阻成正比，计算公式如下，热量Q＝I2RT。
在得到目标焊丝的发热量之后，若目标焊丝的发热量过大，超过预设上限，则说明利用该目标焊丝实现焊接形成的焊点受热量影响而易于脱落，目标焊丝形成的焊点的可靠性较差从而实现对焊接质量的评估。
步骤103，检测并分析焊接有目标焊丝的元器件在工作状态下的性能参数。
具体地说，在利用目标焊丝焊接元器件之后，对焊接后的元器件的性能进行检测，例如，对元器件的电压、电流、功率、电阻、电容、电感等电参数进行检测。若所焊接的元器件具有特定的功能，则可以针对功能对元器件进行性能检测，例如，若元器件为光伏组件，则可以对光伏组件的发电量进行检测；若元器件为发热元件，则可以对发热元件所产生的热量进行检测，等等。
在检测元器件工作状态下的性能之后，将性能参数与待模拟虚焊参数对应记录。另外，选择多个不同的待模拟虚焊参数分别进行性能参数的测量，将性能参数与待模拟虚焊参数一一对应记录，即可得到多种不同虚焊程度下元器件的工作性能表现。在实际应用中，可以根据需求对待模拟虚焊参数进行选择，使获得的待模拟虚焊参数与工作性能的对应记录可以有效的被相关人员所用。所记录的待模拟虚焊参数与工作性能的对应关系可以作为参照记录，在后续对组装好的元器件进行性能测试时，可以根据该参照记录以及所测试的性能结果，分析该组装好的元器件是否存在虚焊问题，从而快速实现虚焊现象的发现和定位。
本发明实施例相对于现有技术而言，将焊点的虚焊程度量化为虚焊参数，虚焊参数对应特定规格的目标焊丝，并利用该目标焊丝焊接元器件，从而实现对虚焊程度的模拟。对焊接后的元器件在工作状态下的性能进行检测并分析，在检测出的不同虚焊参数对应的元器件的性能结果之后，可以近似看作不同虚焊程度对应的元器件的性能结果，在日后对组装好的元器件的性能进行检测时，可以根据分析的性能结果和待模拟虚焊参数的对应关系，确定组装好的元器件是否存在虚焊问题以及虚焊程度，简化虚焊的检测过程，且避免焊接位置等外部因素影响判断结果，使虚焊缺陷的判断更加准确。
本发明的第二实施例涉及一种焊接件的性能预测方法。在本发明第二实施例中在利用目标焊丝焊接元器件之后，还包括对目标焊丝的焊接质量进行检测，从而保证最终得到的待模拟的虚焊参数对应的性能结果的准确性。
本实施例涉及的焊接件的性能预测方法，如图3所示，包括：
步骤301，根据待模拟虚焊参数确定对应规格的目标焊丝。
步骤302，利用目标焊丝焊接元器件。
步骤301、302的具体实现方式与第一实施例中步骤101、102的实现方式一一对应，为避免重复，在此不再赘述。
步骤303，对目标焊丝的焊接质量进行验证。
具体地说，在对目标焊丝的焊接质量进行验证时，可以检测焊接后的目标焊丝与元器件之间可承受的最大拉力，也就是说将目标焊丝与焊接后的元器件相分离所需的拉力的最小值。若可承受的最大拉力在预设范围内，则可以判定焊接质量正常；若可承受的最大拉力小于预设下限，则可以判定焊接质量异常，该焊接存在虚焊的问题，所得到的性能参数无法作为待模拟虚焊参数对应的元器件的性能结果被记录。
另外，除利用拉力对目标焊丝的焊接质量进行检测之外，还可以在不破坏焊接的情况下对焊接质量进行检测，如利用射线对焊接部位进行检测，根据成像来判断焊接的质量是否正常。
步骤304，若焊接质量正常，则检测并分析焊接有目标焊丝的元器件在工作状态下的性能参数。
在实际应用中，步骤304的检测工作状态下元器件性能的步骤，可以与步骤303的检验步骤的执行顺序相互调换，即先检测元器件的性能，之后对焊接质量进行验证。若采用检测目标焊丝与元器件之间可承受的最大拉力的方式来验证焊接质量，可以优先检测元器件的性能，再进行焊接质量的验证，以防操作失误导致目标焊丝与元器件分离而导致性能参数的测量失败。
在本实施例中，在利用目标焊丝焊接元器件之后，对目标焊丝的焊接质量进行核验。通过验证焊丝质量，以保证最终得到的待模拟的虚焊参数对应的性能结果的准确性。
本发明的第三实施例涉及一种焊接件的性能预测方法。在本发明第三实施例中，检测并分析焊接有目标焊丝的元器件在工作状态下的性能参数之后还包括，确定焊接面积的最小值，可以利用模拟的性能与待模拟虚焊参数的对应关系，较为准确的评估出元器件的焊接面积的下限。
本实施例涉及的焊接件的性能预测方法，如图4所示，包括：
步骤401，根据待模拟虚焊参数确定对应规格的目标焊丝。
步骤402，利用目标焊丝焊接元器件。
步骤403，检测并分析焊接有目标焊丝的元器件在工作状态下的性能参数。
步骤401至403的具体实现方式与第一实施例中步骤101至103的实现方式一一对应，为避免重复，在此不再赘述。
步骤404，根据多个不同的待模拟虚焊参数与其对应的性能参数，确定性能参数数值在预设范围内待模拟虚焊参数的取值范围。
步骤405，根据取值范围确定焊接面积的最小值。
具体地说，在得到多个不同的待模拟虚焊参数与其对应的性能参数之后，在满足性能需求范围内，可以得到待模拟虚焊参数的取值范围，也可以理解为，在待模拟虚焊参数的取值范围内选取的目标焊丝均可以保证元器件的工作性能满足性能需求。而每一个待模拟虚焊参数均代表一个虚焊程度，可以确定一个特定的焊接面积。根据待模拟虚焊参数的取值范围即可确定满足元器件性能需求的焊接面积的取值范围，从而得到焊接面积的最小值，得到焊接面积的下限。
在本实施例中，根据多个不同的待模拟虚焊参数与其对应的性能参数，确定性能参数的数值在预设范围内时待模拟虚焊参数的取值范围；根据取值范围确定焊接面积的最小值。这样做可以利用模拟的性能与待模拟虚焊参数的对应关系，较为准确的评估出元器件的焊接面积的下限，在保证元器件性能的同时尽可能的降低焊接成本。
上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施例是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (10)
1.一种焊接件的性能预测方法，其特征在于，包括：
根据待模拟虚焊参数确定对应规格的目标焊丝，其中，所述待模拟虚焊参数用于表征待模拟的虚焊程度；
利用所述目标焊丝焊接元器件；
检测并分析焊接有所述目标焊丝的所述元器件在工作状态下的性能参数。
2.根据权利要求1所述的焊接件的性能预测方法，其特征在于，所述根据待模拟虚焊参数确定对应规格的目标焊丝，包括：
根据所述虚焊参数确定对应的焊接面积；
根据所述焊接面积确定对应规格的目标焊丝。
3.根据权利要求2所述的焊接件的性能预测方法，其特征在于，所述根据所述焊接面积确定对应规格的目标焊丝，包括：
确定具有预设规格的单股焊丝的第一横截面积；
根据所述焊接面积和所述第一横截面积得到所需焊丝的股数N，并将所述N股焊丝作为目标焊丝。
4.根据权利要求1至3任一项所述的焊接件的性能预测方法，其特征在于，所述目标焊丝的长度小于100毫米。
5.根据权利要求1所述的焊接件的性能预测方法，其特征在于，在所述利用所述目标焊丝焊接元器件之后，还包括：
对所述目标焊丝的发热情况进行检测并分析。
6.根据权利要求5所述的焊接件的性能预测方法，其特征在于，所述对所述目标焊丝的发热情况进行检测并分析，包括：
计算所述目标焊丝的电阻率；
根据所述电阻率计算分析出所述目标焊丝的发热情况。
7.根据权利要求1所述的焊接件的性能预测方法，其特征在于，在检测并分析焊接有所述目标焊丝的所述元器件在工作状态下的性能参数之后，还包括：
根据多个不同的待模拟虚焊参数与其对应的性能参数，确定所述性能参数的数值在预设范围内时所述待模拟虚焊参数的取值范围；
根据所述取值范围确定焊接面积的最小值。
8.根据权利要求1所述的焊接件的性能预测方法，其特征在于，所述元器件为光伏组件，所述检测并分析焊接有所述目标焊丝的所述元器件在工作状态下的性能参数，包括：
检测并分析焊接有所述目标焊丝的所述光伏组件在工作状态下的发电量。
9.根据权利要求1所述的焊接件的性能预测方法，其特征在于，在所述利用所述目标焊丝焊接元器件之后，还包括：
对所述目标焊丝的焊接质量进行核验。
10.根据权利要求1所述的焊接件的性能预测方法，其特征在于，所述对所述目标焊丝的焊接质量进行核验，包括：
检测焊接后的所述目标焊丝与元器件之间可承受的最大拉力；
若所述最大拉力在预设范围内，则判定所述焊接质量正常。
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