CN113134675A - 一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接方法、控制方法及系统，包括焊接设备发送超声探头处获得的焊接信息给超声结果处理装置；焊接控制器将焊接工艺信息发送给超声结果处理装置；超声结果处理装置基于所述超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定焊接控制参数并将所述焊接控制参数发送给焊接控制器用于生成焊接控制指令；焊接控制器将所述焊接控制指令发送给焊接设备；焊接设备根据所述焊接控制指令控制焊接设备进行焊接。采用本发明提供的技术方案，通过基于超声信息的焊接控制参数调整模型调控焊接参数，提高了调控的准确性和精确性，同时实现了自动且及时地调节焊接参数的目的。

Description

一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接方法及系统

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦焊焊接工艺参数自动调节领域，尤其涉及一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接方法及系统。

背景技术

搅拌摩擦焊作为一种新型固态焊接技术，自1991年诞生以来，其研究与应用已获得突飞猛进的发展，现已在国内外诸多工程制造领域得到广泛应用。由于搅拌摩擦焊接过程中，焊缝温度始终低于被焊材料的熔点，可避免传统熔焊方法易产生的气孔和热裂纹等缺陷，因而特别适用于传统熔焊方法难以实现的铝合金等低熔点有色金属及其合金的焊接。尽管搅拌摩擦焊避免了传统熔焊易产生的缺陷，但由于该技术自身特点以及工艺参数选取不当等因素，依然会产生一些特定的缺陷，比如：隧道型缺陷，孔洞和沟槽，吻接，未焊合等。

另外，在搅拌摩擦焊焊接过程中，由于抽吸-挤压原理，搅拌针在旋转时，会在搅拌针周围形成瞬时空腔，瞬时空腔的趋势影响着焊接材料回填的质量，进而影响焊接质量。而焊接参数直接影响瞬时空腔的趋势。

可见，焊接过程中能及时调节焊接参数(搅拌头的旋转速度，前进速度)以及轴肩和搅拌头的下压力，对焊缝质量的提高具有至关重要的作用。

现有技术中，大多采用激光测温来对焊缝温度进行实时监控，并通过温度变化调整焊接参数从而达到控制焊接质量的目的，如专利CN110640297A、CN11064298A。但焊缝是有厚度梯度的，激光测温只能测量焊缝表面温度，对焊缝内部质量也无法做到准确把控，同时，若材料性能不均匀会导致温度传导效率不同从而导致温度测量的偏差。另一方面，整个测温系统造价昂贵。

发明内容

因此，本发明提供了一种根据焊接时焊缝的超声图谱自动调节焊接参数的焊接方法及其系统，可以在焊接过程中随时观察焊缝和/或瞬时空腔的图谱，从而确定焊接参数的调整方向，既降低了进行参数调节的判断难度，同时增加了判断的准确度。

一方面，本发明提供了一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接方法，所述方法包括：

焊接设备获取超声探头处的超声信息；

焊接设备将超声信息发送给超声结果处理装置；

焊接控制器将焊接工艺信息发送给超声结果处理装置；

超声结果处理装置接收超声信息和焊接工艺信息；

超声结果处理装置基于超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定焊接控制参数；

超声结果处理装置将焊接控制参数发送给焊接控制器；

焊接控制器接收焊接控制参数；

焊接控制器根据焊接控制参数生成焊接控制指令；

焊接控制器将焊接控制指令发送给焊接设备；

焊接设备接收焊接控制指令；

焊接设备根据焊接控制指令控制焊接设备进行焊接。

进一步的，超声结果处理装置基于超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定焊接控制参数，包括：

超声结果处理装置基于超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型判断是否需要调整焊接控制参数；

当判断结果为是时，超声结果处理装置确定焊接控制参数。

进一步的，上述当判断结果为是时，超声结果处理装置确定焊接控制参数，包括：

当判断结果为是时，超声结果处理装置确定第一焊接控制参数；

基于第一焊接控制参数焊接得到第一超声信息和第一焊接工艺信息；

焊接控制参数调整模型基于第一超声信息和第一焊接工艺信息判断是否需要调整焊接控制参数，若判断结果为是，则超声结果处理装置将第一焊接控制参数调整为第二焊接控制参数；若判断结果为否，则将调整后的第一控制参数发送给焊接控制器。

其中，第一焊接控制参数为搅拌头转速，第二焊接控制参数为焊速。

进一步的，上述超声结果处理装置基于超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型判断是否需要调整焊接控制参数，当判断结果为否时，超声结果处理装置不调整焊接控制参数。

进一步的，在焊接设备获取超声探头处的超声信息之前，上述方法还包括：

焊接设备响应于耦合剂驱动泵的传输命令，将耦合剂传输到耦合剂涂抹滚轮以使耦合剂涂抹滚轮润湿；

焊接设备响应于超声探头启动命令，焊接设备上的超声探头对焊缝区域进行实时检测。

进一步的，上述焊接控制参数调整模型的建立方式，包括：

焊接结果处理装置接收由焊接设备发送的超声训练数据及焊接控制器发送的焊接工艺训练数据，超声训练数据与焊接工艺训练数据一一对应，其中，超声训练数据包括超声正常信息和超声异常信息，超声正常信息标注有超声正常标识，超声异常信息标注有超声异常标识；

焊接结果处理装置基于超声训练数据和工艺训练数据对预设机器学习模型进行训练，得到焊接控制参数调整模型。

其中，超声信息包括：超声检测回波信息，焊接工艺信息包括搅拌头转速、焊速和/或搅拌头与轴肩的下压力；超声训练数据包括：超声检测回波信息；焊接训练工艺信息包括搅拌头转速、焊速和/或搅拌头与轴肩的下压力。

一方面，本发明提供了一种焊接设备侧的基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接方法，该方法包括：

获取超声探头处的超声信息；

将超声信息发送给超声结果处理装置，以使超声结果处理装置将基于超声信息和焊接控制器发出的焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定的焊接控制参数发送给焊接控制器；

接收焊接控制器发出的焊接控制指令，其中，焊接控制指令由焊接控制器根据焊接控制参数生成；

根据焊接控制器发出的焊接控制指令进行执行焊接操作。

进一步的，焊接设备获取超声信息前，此方法还包括：

响应于耦合剂驱动泵的传输命令，将耦合剂传输到耦合剂涂抹滚轮以使耦合剂涂抹滚轮润湿；响应于超声探头启动命令，焊接设备上的超声探头对焊缝区域进行实时检测。

其中，上述超声信息包括超声检测回波信息，焊接工艺信息包括搅拌头转速、焊速和/或搅拌头与轴肩的下压力。

一方面，本发明提供一种基于超声检测的搅拌摩擦焊控制方法，包括：

接收由焊接设备超声探头处发出的超声信息；

确定焊接控制参数，其中，焊接控制参数是基于超声信息和与超声信息一一对应的焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定的；

发送焊接控制参数给焊接控制器。

进一步的，上述焊接控制参数是基于超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定，包括：基于超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型判断是否需要调整焊接控制参数；

当判断结果为是时，确定焊接控制参数；

进一步的，上述当判断结果为是时，确定焊接控制参数，包括：

当判断结果为是时，确定第一焊接控制参数；

基于第一焊接控制参数焊接得到第一超声信息和第一焊接工艺信息；

焊接控制参数调整模型基于上述第一超声信息和第一焊接工艺信息判断是否需要调整焊接控制参数，若判断结果为是，则超声结果处理装置将第一焊接控制参数调整为第二焊接控制参数；若判断结果为否，则将调整后的第一控制参数发送给焊接控制器。

其中，第一焊接控制参数为搅拌头转速，第二焊接控制参数为焊速。其中，转速是最能影响焊接质量的参数，因此，将第一焊接控制参数选择为搅拌头转速，优先调整转速；而将第二焊接控制参数选择为焊速，以作为微调选项进行调整，从而更精确地实现焊接质量控制。

进一步的，上述基于超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型判断是否需要调整焊接控制参数，当判断结果为否时，超声结果处理装置不调整焊接控制参数。

进一步的，焊接控制参数调整模型的建立方式，包括：

接收由焊接设备发送的超声训练数据及焊接控制器发送的焊接工艺训练数据，超声训练数据与工艺训练数据一一对应，其中，超声训练数据包括超声正常信息和超声异常信息，超声正常信息标注有超声正常标识，超声异常信息标注有超声异常标识；

基于超声训练数据和工艺训练数据对预设机器学习模型进行训练，得到焊接控制参数调整模型。

其中，超声信息包括：超声检测回波信息，焊接工艺信息包括搅拌头转速、焊速和/或搅拌头与轴肩的下压力；超声训练数据包括：超声检测回波信息；焊接训练工艺信息包括搅拌头转速、焊速和/或搅拌头与轴肩的下压力。

另一方面，本发明提供一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接系统，包括：

焊接设备：用于发送超声信息，用于接收由焊接控制器发出的焊接控制指令，以及用于根据焊接控制指令实行焊接操作；

超声结果处理装置：用于接收焊接设备发出的超声信息以及焊接控制器发出的焊接工艺信息，用于确定焊接控制参数，其中所述焊接控制参数是基于超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定的，以及用于发送焊接控制参数；

焊接控制器：用于发送焊接工艺信息，用于接收超声结果处理装置发出的焊接控制参数，用于根据所述焊接控制参数生成焊接控制指令，以及用于发送焊接控制指令；

其中，焊接设备上装有超声探头，在焊接时可以对焊缝进行随焊检测，生成超声信息。

焊接设备，超声结果处理装置和焊接控制器之间的信息或指令传输通过无线或有线的方式进行。

进一步的，上述焊接设备包括主轴，轴肩和搅拌头，超声探头固定于一连接架上，连接架固定于主轴上，其中，超声探头与搅拌头的连线在焊接平面上与焊缝垂直。

特别的，超声探头与所述搅拌头之间的距离为1-15mm。

进一步的，上述焊接设备中，连接架上还固定有耦合剂涂抹滚轮，耦合剂涂抹轮位于焊接前进方向，其与超声探头的连线在焊接平面上平行于焊缝；上述耦合剂涂抹滚轮用于在焊接金属表面涂抹耦合剂。

特别的，上述耦合剂涂抹滚轮与所处超声探头的距离为5-100mm。

可选择的，上述焊接设备包括主轴，静止轴肩和搅拌头，超声探头固定于静止轴肩上，超声探头与静止轴肩之间有耦合剂，超声探头发出的超声波通过静止轴肩传入焊缝区域，实现对焊缝的实时检测。

本发明提供的基于超声检测的搅拌摩擦焊接方法，通过将随焊检测到的超声回波信息以及与之一一对应的焊接工艺信息输入到预设机器学习模型中进行训练，得到焊接控制参数调整模型，在后续焊接中，遇到异常的超声信息，即可通过控制参数调整模型来判断焊接参数如何调整，并由焊接控制器发送焊接参数调整控制指令，实现自动调整焊接参数。本发明的技术方案通过判断焊缝的超声信息来判断焊接工艺，比单纯地通过焊缝区域的温度来判断更佳准确；另外，它经过机器学习模型进行学习和训练，一方面可以提高焊接工艺参数的判断精度，另一方面，也避免了需要经验丰富的焊接工程师才能判断和调整工艺参数的情况，可以一定程度上节约企业成本；再有，它实现了自动且及时地调节焊接参数的目的，全过程中无需人工参与，提升了生产自动化。

本发明提供的基于超声检测的搅拌摩擦焊接系统，超声探头安装于焊接设备上，可在焊接过程中随焊检测，及时获取焊缝缺陷或瞬时空腔的超声图谱，通过图谱判断焊接工艺参数是否合适，从而达到及时且准确调整焊接工艺参数的目的。而且焊接工艺参数调整后，可继续根据超声探头传出的超声图谱，检测调整后的工艺参数是否合适。

另外，超声探头安装于静止轴肩上，焊接过程中静止轴肩侵入焊接工件内，超声探头产生的超声波直接通过静止轴肩传入焊缝区域，无需再在静止轴肩与焊缝区域涂耦合剂，减少了对焊缝表面的二次清洗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明实施例提供的一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种通过焊接控制参数调整模型调整焊接控制参数的流程图；

图3是本发明实施例提供的另一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种基于超声检测的搅拌摩擦焊接参数控制方法的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接系统的示意图；

图6是本发明实施例提供的第一种带有超声探头的静止轴肩剖面图；

图7是本发明实施例提供的第二种带有超声探头的静止轴肩剖面图；

图8是本发明实施例提供的第三种带有超声探头的静止轴肩立体图；

1-焊接设备；2-焊接控制器；3-超声结果处理装置；4-待焊金属；5-焊缝；

11-焊接主轴；12-超声探头；13-耦合剂涂抹轮；14-搅拌头；15-连接架；16-静止轴肩，17-楔块，18-碾压体；

121-超声探头线缆；

161-轴肩主体上部；162-轴肩主体下部；163-轴肩安装盘；164-排屑槽；165-排屑孔；166-固定孔，167-探头保护装置；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接方法，如图1所示，所述方法包括：

S101：焊接设备获取超声探头处的超声信息。

本说明书实施例中，焊接设备可以为常见的搅拌摩擦焊机器人，也可以为特制的搅拌摩擦焊设备，超声探头与焊接设备固定在一起，在焊接过程中可以一边焊接一边检测焊缝质量和/或瞬时空腔的走势。焊接开始前，启动超声探头开关，超声探头处发出的超声波进入特定区域后被反射，如焊缝区域或瞬时空腔区域；超声探头接收反射波，形成检测回波。超声信息即为超声检测回波信息。关于焊接设备的具体描述，将在本说明书后面部分详细介绍。超声探头可以为普通的超声探头，也可以为相阵控超声探头。实际使用中，根据不同的检测工况，使用不同阵列排布的相阵控超声探头，比如线形、矩阵形，环形和扇形等，增加了检测的灵活性。同时，使用相阵控超声探头具有较高的检测精度。

S102：焊接设备将所述超声信息发送给超声结果处理装置。

本说明书实施例中，超声结果处理装置可以是台式电脑、平板电脑、笔记本电脑，或其他具有处理功能的设备，也可以为运行于上述设备中的软体。超声探头上连接有电缆线，电缆线与超声结果处理装置相连，焊接设备获得超声信息后通过电缆线可以直接传输给超声结果处理装置。另外，超声探头上的电缆线也可以与焊接设备相连，焊接设备获取超声探头处的超声信息后，通过有线或无线的方式将超声信息传输给超声结果处理装置。具体无线传输方式可以为蓝牙传输，WIFI传输，Zig-Bee传输，NFC传输等。

S103：焊接控制器将焊接工艺信息发送给超声结果处理装置。

本说明书实施例中，焊接控制器为焊接操控平台，也可以为能实现焊接操控的软件，可以设置并控制焊接的工艺参数，如焊速、搅拌针转速、搅拌头与轴肩的下压力等，也可以设置焊接轨迹。焊接工艺信息至少包括焊速、搅拌针转速和/或搅拌头与轴肩的下压力。其中，搅拌头下压力与轴肩的下压力相同，以下实施方式中具体采用轴肩的下压力。焊接控制器与超声结果处理装置可以通过无线或有线的方式连接，焊接控制器将焊接工艺信息传递给超声结果处理装置。具体无线传输方式可以为蓝牙传输，WIFI传输，Zig-Bee传输，NFC传输等。

S104：超声结果处理装置接收超声信息和焊接工艺信息。

实际焊接过程中，超声信息与焊接工艺信息具有一一对应关系，即：因为是随焊检测，每次调整焊接工艺时，都会有对应的超声信息。超声结果处理装置在接收超声信息和焊接工艺信息时，两者是对应起来的，比如在时段A，焊接工艺信息是A’，对应的超声信息是A”；时段B，焊接工艺信息是B’，对应的超声信息是B”。超声结果处理装置接收超声信息后，对超声回波进行过滤，去除干扰和搅拌头回波，得到纯净的焊缝或瞬时空腔的回波图谱。

S105：超声结果处理装置基于超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定焊接控制参数。

本实施例中，焊接控制参数调整模型是通过预设的机器学习模型训练得到的，预设的机器学习模型可以是神经网络模型，具体的可以是ART网络、LVQ网络、Kohonen网络、Hopfield网络等常用模型，在此不作限定。本说明书后面部分将对焊接控制参数调整模型的建立进行详细描述。

焊接控制参数可以是针对某一工艺参数调整的幅度范围，也可以是具体的工艺参数值。如当焊缝缺陷出现时，如隧道型缺陷，超声结果处理装置判断超声信息为异常，并根据焊接控制参数调整模型，确定将焊速减小50％，或者将焊速从200mm/min调整到100mm/min，也即，此时焊接控制参数为：焊速减小50％或焊速调整到100mm/min。

S106：超声结果处理装置将焊接控制参数发送给焊接控制器。

本实施例中，超声结果处理装置判断是否出现焊接缺陷或瞬时空腔形貌是否异常，即判断超声信息是否异常；若判断结果为是，则根据焊接控制参数调整模型调整焊接控制参数，将调整后的控制参数发送给焊接控制器；若判断结果为否，则不调整焊接控制参数，直接将原参数返回给焊接控制器。同前所述，超声结果处理装置与焊接控制器可以通过有线或无线的方式连接。

S107：焊接控制器接收焊接控制参数。

S108：焊接控制器根据焊接控制参数生成焊接控制指令。

焊接控制指令指确定的工艺参数，比如焊速100mm/min，搅拌针旋转速度3000r/min，轴肩下压力5000N等。焊接控制器接收到超声结果处理装置的焊接控制参数后，将焊接工艺参数调整为具体的数值。

S109：焊接控制器将焊接控制指令发送给焊接设备。

S110：焊接设备接收所述焊接控制指令。

S111：焊接设备根据焊接控制指令控制焊接设备进行焊接。

焊接设备包括驱动电机，驱动电机带动轴肩和/或搅拌头下压，带动搅拌针旋转，并按照预设的焊接轨迹前进。焊接设备接收焊接控制指令后，焊接工艺参数也就唯一确定了。焊接设备按照确定的工艺参数在驱动电机的带动下进行焊接。

上述焊接方法中，超声结果处理装置通过焊接过程中实时获得的超声检测回波信息判断焊接工艺参数调整方向，生成焊接控制参数，焊接控制器根据焊接控制参数生成焊接控制指令，焊接设备根据焊接控制指令执行焊接操作。整个过程中实现了全自动的智能的焊接参数调节，而且可以实时调整参数，避免焊接缺陷产生。另外，它通过焊缝或瞬时空腔的超声检测回波信息进行判断，判断精度高。

上述焊接方法中，在焊接设备获取超声探头处的超声信息前，根据超声探头在焊接设备上的安装固定方式不同，可选择性地包括涂抹耦合剂等步骤，此将在后面焊接设备的详细描述处说明。

上述焊接方法中，S105步：超声结果处理装置基于超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定焊接控制参数，具体为：

S201：判断超声信息是否异常；当判断结果为是时，超声结果处理装置通过参数调整模型调整第一焊接控制参数；当判断结果为否时，直接按照预设轨迹进行焊接。超声信息异常可以是焊缝处的超声回波中发现了隧道型缺陷、孔洞等焊缝缺陷，也可以是焊接时搅拌头前进方向后侧塑性材料回填不充分，导致瞬时空腔的走势出现异常。

本实施例中，第一焊接控制参数为焊接搅拌头转速。例如，若初始焊接搅拌头转速为4000r/min，焊接速度为200mm/min，焊接设备采用此参数进行焊接，将超声信息过滤，去除干扰和搅拌头回波后，发现超声信息显示焊接时搅拌头前进方向后侧塑性材料回填不充分，通过参数调整模型判断，需要将搅拌头转速减小25％，则第一焊接控制参数为：搅拌头转速减小25％。

S202：S201步骤中，第一焊接控制参数调整后，将第一焊接控制参数发送给焊接控制器，焊接控制器生成第一焊接控制指令，即第一焊接工艺信息。焊接设备根据第一焊接工艺信息焊接，获得并发送新的超声信息，即第一超声信息。

本实施例中，将搅拌头转速减小25％发送给焊接控制器，焊接控制器接收到后，将搅拌头转速减小到3000r/min，那第一控制指令，也即第一焊接工艺信息为：搅拌头转速3000r/min，焊接速度200mm/min。焊接设备根据此焊接工艺信息进行焊接操作，得到搅拌头处新的超声检测回波信息，即第一超声信息。

S203：超声结果处理装置再判断第一超声信息是否异常；若判断结果为是时，超声结果处理装置通过参数调整模型调整第二焊接控制参数；若判断结果为否时，直接按照预设轨迹进行焊接；

本实施例中，第二焊接控制参数为焊接速度。具体的，若第一超声信息去掉干扰和搅拌头的回波后，发现依然存在搅拌头前进方向后侧塑性材料回填不充分的情况，这时，超声结果处理装置通过参数调整模型去判断第二焊接控制参数的调整方向，例如将焊接速度减慢50％。若第一超声信息去掉干扰和搅拌头的回波后，发现搅拌头处焊接瞬时空腔的波形已经正常，则继续按照搅拌头转速3000r/min，焊接速度200mm/min的工艺参数继续焊接。

S204：S203步骤中，若判断结果为是时，超声结果处理装置通过参数调整模型调整第二焊接控制参数，将第二焊接控制参数发送给焊接控制器，焊接控制器生成第二焊接控制指令，即第二焊接工艺信息，焊接设备根据第二焊接工艺信息进行焊接，得到并发送第二超声信息给超声结果处理装置。超声结果处理装置判断第二超声信息是否异常，若判断结果为是，重复S201-S203步骤，若判断结果为否，直接按照预设轨迹进行焊接。

具体的，本实施例中，第二焊接控制参数为：焊接速度减慢50％，焊接控制器接收到此信息，将焊接速度减小到100mm/min，那第二焊接控制指令，也即第二焊接工艺信息为：搅拌头转速3000r/min,焊接速度100mm/min。焊接设备按照此工艺参数进行焊接，获取新的超声检测回波信息，即第二超声信息。再次判断第二超声信息是否异常，若正常，则按照搅拌头转速3000r/min，焊接速度100mm/min的焊接工艺进行焊接；若异常，重复S201-S203步骤，即继续交替地调节第一、第二焊接控制参数，直到超声信息正常后，再按照预定的轨迹焊接；上述采用交替调节过程中，两种调节方式互相匹配，可以互相匹配尝试得到最佳参数，避免了单一变量不能得到最佳参数的缺陷。

图3是本发明实施例提供的一种焊接设备侧的基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接方法，所述方法包括：

S301：获取超声探头处的超声信息。

本说明书实施例中，焊接设备可以为常见的搅拌摩擦焊机器人，也可以为特制的搅拌摩擦焊设备，超声探头与焊接设备固定在一起，在焊接过程中可以一边焊接一边检测焊缝质量和/或瞬时空腔的走势。超声探头处发出的超声波进入焊缝区域或瞬时空腔区域后被反射，超声探头接收反射波，形成检测回波。超声信息即为超声检测回波信息。关于焊接设备的具体描述，将在本说明书后面部分详细介绍。超声探头可以为普通的超声探头，也可以为相阵控超声探头。实际使用中，根据不同的检测工况，使用不同阵列排布的相阵控超声探头，比如线形、矩阵形，环形和扇形等，增加了检测的灵活性。同时，使用相阵控超声探头具有较高的检测精度。

S302：将超声信息发送给超声结果处理装置，以使超声结果处理装置将基于超声信息和焊接控制器发出的焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定焊接控制参数，并将所述焊接控制参数发送给焊接控制器。

本说明书实施例中，超声结果处理装置可以是台式电脑、平板电脑、笔记本电脑，也可以为运行于上述设备中的软体。超声探头上连接有电缆线，电缆线与超声结果处理装置相连，焊接设备获得超声信息后通过线缆可以直接传输给超声结果处理装置。另外，超声探头上的电缆线也可以与焊接设备相连，焊接设备获取超声探头处的超声信息后，通过有线或无线的方式将超声信息传输给超声结果处理装置。具体无线传输方式可以为蓝牙传输，WIFI传输，Zig-Bee传输，NFC传输等。

焊接控制器为焊接操控平台，也可以为能实现焊接操控的软件，可以设置并控制焊接的工艺参数，如焊速、搅拌针转速、搅拌头与轴肩的下压力等，也可以设置焊接轨迹。焊接工艺信息至少包括焊速、搅拌针转速和/或搅拌头与轴肩的下压力。焊接控制器与超声结果处理装置可以通过无线或有线的方式连接，焊接控制器将焊接工艺信息传输给超声结果处理装置。具体无线传输方式可以为蓝牙传输，WIFI传输，Zig-Bee传输，NFC传输等。

实际焊接过程中，超声信息与焊接工艺信息是具有一一对应关系，即：因为是随焊检测，每次调整焊接工艺时，都会有对应的超声信息。超声结果处理装置在接收超声信息和焊接工艺信息时，两者是对应起来的，比如在时段A，焊接工艺信息是A’，对应的超声信息是A”；时段B，焊接工艺信息是B’，对应的超声信息是B”。超声结果处理装置接收超声信息后，对超声回波进行过滤，去除干扰和搅拌头回波，得到纯净的焊缝或瞬时空腔的回波图谱。

焊接控制参数调整模型是通过预设的机器学习模型训练得到的，预设的机器学习模型可以是神经网络模型，具体的可以是ART网络、LVQ网络、Kohonen网络、Hopfield网络等常用模型，在此不作限定。本说明书后面部分将对焊接控制参数调整模型的建立进行详细描述。

焊接控制参数可以是针对某一工艺参数调整的幅度范围，也可以是具体的工艺参数值。如当焊缝缺陷出现时，如隧道型缺陷，超声结果处理装置判断超声信息出现异常，并根据焊接控制参数调整模型，确定将焊速减小50％，或者将焊速从200mm/min调整到100mm/min，焊接控制参数即：焊速减小50％或焊速调整到100mm/min。

超声结果处理装置将焊接控制参数发送给焊接控制器，具体为：超声结果处理装置判断是否出现焊接缺陷或瞬时空腔形貌是否异常，即判断超声信息是否异常；若判断结果为是，则根据焊接控制参数调整模型调整焊接控制参数，将调整后的控制参数发送给焊接控制器；若判断结果为否，则不调整焊接控制参数，直接将原参数返回给焊接控制器。超声结果处理装置与焊接控制器可以通过有线或无线的方式连接。

S303：接收焊接控制器发出的焊接控制指令，焊接控制指令由焊接控制器根据焊接控制参数生成。

焊接控制指令指确定的工艺参数值，比如焊速：100mm/min，搅拌针旋转速度：3000r/min，轴肩下压力：5000N等。焊接控制器接收到超声结果处理装置的焊接控制参数后，将焊接工艺参数调整为具体的数值。焊接控制指令是由焊接控制器根据焊接控制参数生成的。

S304：执行焊接操作。

焊接设备包括驱动电机，驱动电机带动轴肩和/或搅拌头下压，带动搅拌针旋转，并按照预设的焊接轨迹前进。焊接设备接收焊接控制指令后，焊接工艺参数也就唯一确定。焊接设备按照确定的工艺参数在驱动电机的带动下进行焊接。

上述焊接方法中，在获取超声探头处的超声信息前，根据超声探头在焊接设备上的安装固定方式不同，可选择性地包括涂抹耦合剂等步骤，此将在后面焊接设备的详细描述处说明。

图4是本发明实施例提供的一种基于超声检测的搅拌摩擦焊参数控制方法，所述方法包括：

S401：接收焊接设备超声探头处发出的超声信息。

本说明书实施例中，焊接设备可以为常见的搅拌摩擦焊机器人，也可以为特制的搅拌摩擦焊设备，超声探头与焊接设备固定在一起，在焊接过程中可以一边焊接一边检测焊缝质量和/或瞬时空腔的走势。超声探头处发出的超声波进入焊缝区域或瞬时空腔区域后被反射，超声探头接收反射波，形成检测回波。超声信息即为超声检测回波信息。关于焊接设备的具体描述，将在本说明书后面部分详细介绍。超声探头可以为普通的超声探头，也可以为相阵控超声探头。实际使用中，根据不同的检测工况，使用不同阵列排布的相阵控超声探头，比如线形、矩阵形，环形和扇形等，增加了检测的灵活性。同时，使用相阵控超声探头具有较高的检测精度。

S402：确定焊接控制参数，焊接控制参数是基于超声信息和与超声信息一一对应的焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定的。

本实施例中，焊接控制参数调整模型是通过预设的机器学习模型训练得到的，预设的机器学习模型可以是神经网络模型，具体的可以是ART网络、LVQ网络、Kohonen网络、Hopfield网络等常用模型，在此不作限定。本说明书后面部分将对焊接控制参数调整模型的建立进行详细描述。

焊接控制参数可以是针对某一工艺参数调整的幅度范围，也可以是具体的工艺参数值。如当焊缝缺陷出现时，如隧道型缺陷，超声结果处理装置判断超声信息为异常，并根据焊接控制参数调整模型，确定将焊速减小50％，或者将焊速从200mm/min调整到100mm/min，焊接控制参数即：焊速减小50％或焊速调整到100mm/min。

焊接工艺信息至少包括焊速、搅拌针转速和/或搅拌头与轴肩的下压力。焊接工艺信息由焊接控制器发送，焊接控制器为焊接操控平台，也可以为能实现焊接操控的软件；焊接控制器可以设置并控制焊接的工艺参数，如焊速、搅拌针转速、搅拌头与轴肩的下压力等，也可以设置焊接轨迹。

超声信息与焊接工艺信息是具有一一对应关系，即：因为是随焊检测，每次调整焊接工艺时，都会有对应的超声信息。超声结果处理装置在接收超声信息和焊接工艺信息时，两者是对应起来的，比如在时段A，焊接工艺信息是A’，对应的超声信息是A”；时段B，焊接工艺信息是B’，对应的超声信息是B”。

S403：发送焊接控制参数给焊接控制器。

本说明书实施例中，先判断是否出现焊接缺陷或瞬时空腔形貌是否异常，即判断超声信息是否异常；若判断结果为是，则根据焊接控制参数调整模型调整焊接控制参数，将调整后的控制参数发送给焊接控制器；若判断结果为否，则不调整焊接控制参数，直接将原参数返回给焊接控制器。超声结果处理装置与焊接控制器可以通过有线或无线的方式连接。

上述控制方法中，焊接控制参数是基于超声信息和与超声信息一一对应的焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定的，具体为：

S201：判断超声信息是否异常；当判断结果为是时，超声结果处理装置通过参数调整模型调整第一焊接控制参数；当判断结果为否时，不调整焊接控制参数，直接按照预设轨迹进行焊接。超声信息异常可以是焊缝处的超声回波中发现了隧道型缺陷、孔洞等焊缝缺陷，也可以是焊接时搅拌头前进方向后侧塑性材料回填不充分，导致瞬时空腔的走势出现异常。

本实施例中，第一焊接控制参数为焊接搅拌头转速。例如，若初始设置的焊接工艺信息为：焊接搅拌头转速为4000r/min，焊接速度为200mm/min，焊接设备采用此参数进行焊接，将超声信息过滤，去除干扰和搅拌头回波后，发现超声信息显示焊接时搅拌头前进方向后侧塑性材料回填不充分，通过参数调整模型判断，需要将搅拌头转速减小25％，则第一焊接控制参数为：搅拌头转速减小25％。

S202：S201步骤中，第一焊接控制参数调整后，将第一焊接控制参数发送给焊接控制器，焊接控制器生成第一焊接控制指令，即第一焊接工艺信息。焊接设备根据第一焊接工艺信息焊接，获得并发送新的超声信息，即第一超声信息。

本实施例中，将搅拌头转速减小25％发送给焊接控制器，焊接控制器接收到后，将搅拌头转速减小到3000r/min，那第一焊接控制指令，也即第一焊接工艺信息为：搅拌头转速3000r/min，焊接速度200mm/min。焊接设备根据此焊接工艺信息进行焊接操作，得到搅拌头处新的超声检测回波信息，即第一超声信息。

S203：超声结果处理装置再判断第一超声信息是否异常；若判断结果为是时，超声结果处理装置通过参数调整模型调整第二焊接控制参数；若判断结果为否时，不调整第二焊接控制参数，返回第一焊接控制指令，焊接设备按照预设轨迹进行焊接；

本实施例中，第二焊接控制参数为焊接速度。具体的，第一超声信息去掉干扰和搅拌头的回波后，发现依然存在搅拌头前进方向后侧塑性材料回填不充分的情况，这时，超声结果处理装置通过参数调整模型去判断第二焊接控制参数的调整方向，例如将焊接速度减慢50％。若去掉干扰和搅拌头的回波后，发现搅拌头处焊接瞬时空腔的波形已经正常，则按照搅拌头转速3000r/min，焊接速度200mm/min的工艺参数继续焊接。

S204：S203步骤中，若判断结果为是时，超声结果处理装置通过参数调整模型调整第二焊接控制参数，将第二焊接控制参数发送给焊接控制器，焊接控制器生成第二焊接控制指令，即第二焊接工艺信息，焊接设备根据第二焊接工艺信息进行焊接，得到并发送第二超声信息给超声结果处理装置。超声结果处理装置判断第二超声信息是否异常，若判断结果为是，重复S201-S203步骤，若判断结果为否，直接按照预设轨迹进行焊接。

具体的，本实施例中，第二焊接控制参数为：焊接速度减慢50％，焊接控制器接收到此信息，将焊接速度减小到100mm/min，那第二焊接控制指令，也即第二焊接工艺信息为：搅拌头转速3000r/min,焊接速度100mm/min。焊接设备按照此工艺参数进行焊接，第二新的超声检测回波信息，即第二超声信息。再次判断第二超声信息是否异常，若异常，重复S201-S203步骤，即继续交替地调节第一，第二焊接控制参数，直到超声信息正常后，再按照预定的轨迹焊接。

上述焊接或参数控制方法中，焊接控制参数调整模型建立的方式具体为：

焊接结果处理装置接收由焊接设备发送的超声训练数据及焊接控制器发送的焊接工艺训练数据；超声训练数据与工艺训练数据一一对应；其中，超声训练数据包括超声正常信息和超声异常信息，超声正常信息标注有超声正常标识，超声异常信息标注有超声异常标识；

焊接结果处理装置基于所述焊接超声训练数据和工艺训练数据对预设机器学习模型进行训练，得到焊接控制参数调整模型。

具体的，为得到超声训练数据，采用与正式焊接时相同的搅拌头以及与正式焊接时相同的待焊金属，设置不同组的焊接训练工艺参数，对待焊金属进行焊接，焊接过程中收集超声回波信息，此超声回波信息即为超声训练数据。本实施例中，对15mm厚的7系铝合金板材焊接，设置如下8组焊接训练工艺参数：

组1：下压量6000N，转速3000r/min，焊速200mm/min；

组2：下压量6000N，转速3000r/min，焊速100mm/min；

组3：下压量6000N，转速2000r/min，焊速200mm/min；

组4：下压量5000N，转速2000r/min，焊速100mm/min；

组5：下压量5000N，转速3000r/min，焊速200mm/min；

组6：下压量5000N，转速3000r/min，焊速100mm/min；

组7：下压量5000N，转速2000r/min，焊速200mm/min；

组8：下压量5000N，转速2000r/min，焊速100mm/min；

焊接控制器根据这8组焊接训练工艺参数向焊接设备发送焊接控制指令，焊接设备根据焊接控制指令进行焊接，超声探头对焊缝处进行检测，或对搅拌头处的瞬时空腔进行检测，得到与每组焊接训练工艺参数对应的超声回波信息。焊接设备将超声回波信息发送给超声结果处理装置。超声结果处理装置对超声回波信息进行过滤，去除干扰和搅拌头回波后，得到超声训练信息。对超声训练信息进行标识，正常的超声信息标识为“正常”，异常的超声信息标识为“异常”或具体的焊接缺陷，如“隧道型”，“后侧回填不均”。将超声训练信息和与之对应的焊接工艺训练参数输入神经网络模型，对神经网络模型进行训练，得到焊接控制参数调整模型。

图5是本发明实施例提供的一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接系统示意图。如图5所示，所述焊接系统包括：

焊接设备1：用于发送超声信息，用于接收由焊接控制器发出的焊接控制指令，以及用于根据焊接控制指令实行焊接操作；

焊接控制器2：用于发送焊接工艺信息，用于接收超声结果处理装置发出的焊接控制参数，用于根据焊接控制参数生成焊接控制指令，以及用于发送焊接控制指令；

超声结果处理装置3：用于接收焊接设备发出的超声信息以及焊接控制器发出的焊接工艺信息，用于确定焊接控制参数，以及用于发送焊接控制参数；其中焊接控制参数是基于超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定的；

具体的，焊接设备1包括焊接主轴11，搅拌头14。超声探头12通过连接架15固定于焊接主轴11上。超声探头12与搅拌头14的连线在焊接平面上与焊缝5垂直，超声探头12距离焊缝5的边缘1mm-10mm。这样设置，便于超声探头发出的超声波传入搅拌头14附近的焊缝，获得搅拌头14周围的瞬时空腔的回波图谱或者焊缝区域的回波图谱。另外，耦合剂涂抹轮13也通过连接架15固定于焊接主轴11上。耦合剂涂抹轮13与超声探头12的中心连线在焊接平面上与焊缝5平行。耦合剂涂抹轮13与超声探头12的距离为5mm-100mm，并位于焊接前进方向。焊接开始，先在超声探头12周围涂上耦合剂，耦合剂涂抹区域覆盖住超声探头12与涂抹轮13之间的空隙；获得超声信息前，启动耦合剂驱动泵将耦合剂传输到涂抹轮13上，将涂抹轮13润湿，并将耦合剂涂抹在超声探头12前进的方向。这样就能消除超声探头与待焊金属之间的空气，以便超声波可以更好的传入焊缝区域。超声探头12通过连接架15固定在焊接主轴11上，可以实现自动地随焊检测，避免了焊接过程中有工人操作的危险性及不便利性。同时，随焊检测可以实时通过超声回波图谱观察焊缝质量或瞬时空腔的走势，判断是否需要调节焊接工艺参数。耦合剂涂抹轮13也通过连接架15固定于焊接主轴11上，可以实现自动地涂抹耦合剂，极大地提高了便利性。

另外，本说明书实施例提供的焊接系统中，焊接控制参数是基于超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定的。超声信息即为焊缝或瞬时空腔的超声回波图谱，通过焊缝或瞬时空腔的图谱判断焊接工艺参数是否合适，比直接通过焊缝表面的温度判断准确；另一方面，焊接参数如何调整是通过焊接控制参数调整模型来确定，焊接控制参数调整模型是用超声训练数据和焊接工艺训练数据对预设的机器学习模型进行训练得到的。通过焊接控制参数调整模型确定焊接参数，不但进一步确定了焊接参数调整的准确性，而且参数确定，参数调整过程无需人为操作，也避免了因工人经验不足导致的参数确定不准确的可能性。

上述搅拌摩擦焊焊接系统中，超声探头12通过连接架15固定于焊接主轴11上，实现随焊超声检测。图6提供了另一种超声探头固定于焊接设备上的实施例，同样可以实现随焊检测。具体的，图6为一种带有超声探头的静止轴肩剖面图，静止轴肩16包括轴肩安装盘163，轴肩主体上部161和轴肩主体下部162。静止轴肩16通过轴肩安装盘163固定于焊接主轴11非旋转外套上。超声探头12为环状结构，安装于轴肩主体上部161和轴肩主体下部162之间(超声探头12的线缆121在图中未示出)。焊接过程中，在轴肩恒压力的作用下，静止轴肩侵入焊接金属内，与焊接金属紧密接触。超声探头12发出的声波信号通过静止轴肩16直接传入焊接金属内，特别是焊缝位置，再通过回传的声波信号形成超声图谱，可随时观察焊缝质量。因静止轴肩侵入焊接金属内，与焊接金属紧密接触，无需再在焊缝区域涂耦合剂，避免了耦合剂影响焊缝区域美观，对焊缝区域的二次清洗。另外，超声探头12与轴肩主体下部162接触的端面上有耦合剂，可消除超声探头12与轴肩主体下部162之间的空气，使超声波更有效地穿入焊接金属内，保证探测面上有足够的声强透射率。为了保证超声探头12固定于静止轴肩16中，静止轴肩16和超声探头上12有四个固定孔166，静止轴肩16上的固定孔166穿过轴肩安装盘161，贯穿轴肩主体上部161，和超声探头12的固定孔166相通，并延伸至轴肩主体下部162，超声探12通过锁紧件穿过固定孔166，固定于静止轴肩上。锁紧件可以为螺栓、铆钉。进一步地，为了均匀化超声波，增强声场的分布，实现更加的探测效果，超声探头12内可以集成楔块17。

图7提供了另一种超声探头固定于焊接设备上的实施例，具体的，图7为一种带有超声探头的静止轴肩剖面图。超声探头12和轴肩安装盘163上都有固定孔166，超声探头12通过紧固螺栓固定于轴肩安装盘163上(固定孔166和紧固螺栓在图中未示出)，超声探头12与轴肩安装盘163的接触面具有耦合剂。焊接过程中，由于焊接倾角的存在，静止轴肩后侧侵入焊接金属内，与焊接金属紧密结合，超声探头12产生的超声波可以通过静止轴肩16传入焊缝区域，实现对焊缝的实时检测。另外，超声探头12外面设有探头保护装置167，以防焊接过程中，轴套对静止轴肩的下压力损害超声探头12。探头保护装置167留有引出超声探头线缆121的孔。优选地，探头保护装置167内可以充满耦合剂，以使超声波更有效地穿入焊缝区域。

进一步地，为了均匀化超声波，增强声场的分布，实现更佳的探测效果，超声探头12与轴肩安装盘163之间通过紧固螺栓(图中未示出)固定有楔块17，楔块17与轴肩安装盘163和超声探头12的接触面上有耦合剂。可选择地，楔块17可以集成在超声探头12内。

实际焊接过程中，超声探头12位于焊接前进方向的后侧。

图8提供了另一种超声探头固定于焊接设备上的实施例，具体的，图8为一种带有超声探头的静止轴肩立体图。静止轴肩16的焊接端面沿着静止轴肩16任一径向方向向外延伸出一碾压体18，碾压体18固定于静止轴肩16上，以至于静止轴肩16焊接端面在侵入焊接金属内时，碾压体也可以侵入焊接金属内，与焊接金属紧密接触。碾压体18的底面与静止轴肩16的焊接端面呈一定向上倾角设置，倾角大小为0-10°，这样当焊接倾角存在时，碾压体18不会对焊缝造成二次伤害。超声探头12通过紧固螺栓固定于碾压体18上(超声探头12的线缆121在图中未示出)，超声探头12与碾压体18之间涂有耦合剂。焊接过程中，固定于静止轴肩16上的碾压体18与焊接金属紧密结合，超声探头12发出的超声波通过碾压体18进入焊缝，可以随时检测焊缝质量，而无需再在碾压体和焊缝之间涂耦合剂。

进一步地，为了均匀化超声波，增强声场的分布，实现更佳的探测效果，超声探头12与碾压体18之间通过紧固螺栓固定有楔块17，楔块17至少一面与超声探头12接触，楔块17与超声探头12、碾压体18的接触面上涂有耦合剂。可选择地，楔块18集成在超声探头12中。

焊接过程中，碾压体位于焊接前方向的后侧。

需要说明的是：上述本发明实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和服务器实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，所述方法包括：

焊接设备获取超声探头处的超声信息；

所述焊接设备将所述超声信息发送给超声结果处理装置；

焊接控制器将焊接工艺信息发送给所述超声结果处理装置；

所述超声结果处理装置接收所述超声信息和所述焊接工艺信息；

超声结果处理装置基于所述超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定焊接控制参数；

所述超声结果处理装置将所述焊接控制参数发送给焊接控制器；

所述焊接控制器接收所述焊接控制参数；

所述焊接控制器根据所述焊接控制参数生成焊接控制指令；

所述焊接控制器将所述焊接控制指令发送给所述焊接设备；

所述焊接设备接收所述焊接控制指令；

所述焊接设备根据所述焊接控制指令进行焊接。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超声结果处理装置基于所述超声信息和焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定焊接控制参数，包括：

超声结果处理装置基于所述超声信息和所述焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型判断是否需要调整焊接控制参数；

当判断结果为是时，超声结果处理装置确定焊接控制参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述当判断结果为是时，超声结果处理装置确定焊接控制参数，包括：

当判断结果为是时，超声结果处理装置确定第一焊接控制参数；

基于所述第一焊接控制参数焊接得到第一超声信息和第一焊接工艺信息；

焊接控制参数调整模型基于所述第一超声信息和第一焊接工艺信息判断是否需要调整焊接控制参数，若判断结果为是，则超声结果处理装置将第一焊接控制参数调整为第二焊接控制参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一焊接控制参数为搅拌头转速，所述第二焊接控制参数为焊速。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述焊接设备获取超声探头处的超声信息之前，所述方法还包括：

焊接设备响应于耦合剂驱动泵的传输命令，将耦合剂传输到耦合剂涂抹滚轮以使耦合剂涂抹滚轮润湿；

响应于超声探头启动命令，焊接设备上的超声探头对焊缝区域进行实时检测。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊接控制参数调整模型的建立方式，包括：

焊接结果处理装置接收由焊接设备发送的超声训练数据及焊接控制器发送的焊接工艺训练数据，所述超声训练数据与所述焊接工艺训练数据一一对应，其中，所述超声训练数据包括超声正常信息和超声异常信息，所述超声正常信息标注有超声正常标识，所述超声异常信息标注有超声异常标识；

焊接结果处理装置基于所述超声训练数据和工艺训练数据对预设机器学习模型进行训练，得到焊接控制参数调整模型。

7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于，所述超声信息包括：超声检测回波信息，所述焊接工艺信息包括搅拌头转速、焊速和/或搅拌头与轴肩的下压力；

所述超声训练数据包括：超声检测回波信息；所述焊接训练工艺信息包括搅拌头转速、焊速和/或搅拌头与轴肩的下压力。

8.一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接方法，其特征在于，所述方法包括：

获取超声探头处的超声信息；

将所述超声信息发送给超声结果处理装置，以使所述超声结果处理装置将基于所述超声信息和焊接控制器发出的焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定的焊接控制参数发送所述给焊接控制器；

接收所述焊接控制器发出的焊接控制指令，其中，所述焊接控制指令由所述焊接控制器根据所述焊接控制参数生成；

根据所述焊接控制指令进行执行焊接操作。

9.一种基于超声检测的搅拌摩擦焊控制方法，其特征在于，所述方法包括：

接收由焊接设备超声探头处发出的超声信息；

确定焊接控制参数，所述焊接控制参数是基于所述超声信息和与所述超声信息一一对应的焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定；

发送所述焊接控制参数给焊接控制器。

10.一种基于超声检测的搅拌摩擦焊焊接系统，其特征在于，所述焊接系统包括：焊接设备、超声结果处理装置和焊接控制器，其中：

所述焊接设备，用于发送超声信息；用于接收由焊接控制器发出的焊接控制指令；以及用于根据所述焊接控制指令实行焊接操作；

超声结果处理装置，用于接收焊接设备发出的超声信息以及焊接控制器发出的焊接工艺信息；用于确定焊接控制参数，其中所述焊接控制参数是基于所述超声信息和所述焊接工艺信息通过焊接控制参数调整模型确定的；以及用于发送焊接控制参数；

焊接控制器，用于发送所述焊接工艺信息；用于接收所述超声结果处理装置发出的焊接控制参数；用于根据所述焊接控制参数生成焊接控制指令；以及用于发送所述焊接控制指令；

其中，所述焊接设备上装有超声探头，在焊接时可以对焊缝进行随焊检测，生成所述超声信息。

11.根据权利要求10所述的焊接系统，其特征在于，所述焊接设备包括主轴，轴肩和搅拌头，所述超声探头通过连接架固定于所述主轴上，所述超声探头与所述搅拌头的连线在焊接平面上与焊缝垂直。

12.根据权利要求11所述的焊接系统，其特征在于，所述超声探头与所述搅拌头之间的距离为1-15mm。

13.根据权利要求10或11所述的焊接系统，其特征在于，连接架上固定有耦合剂涂抹滚轮，所述耦合剂涂抹滚轮位于焊接前进方向，与所述超声探头的连线在焊接平面上平行于焊缝；所述耦合剂涂抹滚轮用于在焊接金属表面涂抹耦合剂。

14.根据权利要求13所述的焊接系统，其特征在于，所述耦合剂涂抹滚轮与所处超声探头的距离为5-100mm。

15.根据权利要求11所述的焊接系统，其特征在于，所述焊接设备包括主轴、静止轴肩和搅拌头，所述超声探头固定于所述静止轴肩上，所述超声探头与所述静止轴肩之间有耦合剂，所述超声探头发出的超声波通过静止轴肩传入焊缝区域。

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