CN113231714B - 铝合金材料混合脉冲群焊接方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法、系统、装置及存储介质，方法包括：根据铝合金材料的厚度确定焊接平均电流；根据焊接平均电流确定用于焊接的混合脉冲群，混合脉冲群包括至少一个正弦波脉冲群、至少一个矩形波脉冲群以及至少一个高斯波脉冲群，混合脉冲群的总平均电流为焊接平均电流；根据混合脉冲群生成周期性焊接电流；确定送丝速度和焊枪行走速度，并根据周期性焊接电流、送丝速度以及焊枪行走速度对铝合金材料进行焊接。本发明采用混合脉冲群进行焊接，有利于熔池中气泡的溢出，减少了焊缝里面的气孔，且焊接过程中热量输入平稳、飞溅少，减少了焊接裂纹的产生，提高了铝合金材料的焊接质量，可广泛应用于金属焊接技术领域。

Description

铝合金材料混合脉冲群焊接方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及金属焊接技术领域，尤其是一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

铝合金材料和普通黑色金属材料相比，具有质量轻、强度高、比重小、抗腐蚀性好和回收再利用方便等特点，切合国家节能减排的长远规划，在工业领域中正获得越来越广泛的应用。但与常规黑色金属材料相比，铝合金材料的物理化学特性和焊接工艺性能有着显著自身特点，焊接困难问题一直是制约其广泛使用的最大障碍。铝合金自身特点导致在焊接时极易形成夹渣、未熔合、未焊透、缩孔、热裂纹和氢气孔等焊接缺陷。

脉冲电流焊接工艺有两种常用的方法，分别是单脉冲焊接和双脉冲焊接。单脉冲焊接铝合金时熔池里的气泡不容易逸出，焊缝成型后影响力学性能；双脉冲焊接铝合金时，强弱脉冲群能起到搅拌熔池的效果，有利于熔池里的气泡逸出，但脉冲控制参数过多，参数优化困难，而且强弱脉冲群之间没有平滑过渡，电弧电压跳动大，飞溅较多。基于上述方法又有人提出了采用阶梯单脉冲焊接方法来改善焊缝的成型效果，然而实际应用中，阶梯单脉冲焊接仍然无法避免焊缝中产生气孔和裂纹等焊接缺陷，影响了铝合金材料的焊接质量。

发明内容

本发明的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明实施例的一个目的在于提供一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法，该方法采用正弦波脉冲群、矩形波脉冲群以及高斯波脉冲群组成混合脉冲群来对铝合金材料进行焊接，可以利用不同类型的脉冲群交替出现从而有规律地搅动铝合金熔池，有利于熔池中气泡的溢出，减少了焊缝里面的气孔；正弦波脉冲群和高斯波脉冲群的调制波形曲线平滑，可以避免焊接电流的急剧变化，使得焊接过程中热量输入平稳、飞溅少，减少了焊接裂纹的产生，从而改善了焊缝成型质量，提高了铝合金材料的焊接质量。

本发明实施例的另一个目的在于提供一种铝合金材料混合脉冲群焊接系统。

为了达到上述技术目的，本发明实施例所采取的技术方案包括：

第一方面，本发明实施例提供了一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法，包括以下步骤：

根据铝合金材料的厚度确定焊接平均电流；

根据所述焊接平均电流确定用于焊接的混合脉冲群，所述混合脉冲群包括至少一个正弦波脉冲群、至少一个矩形波脉冲群以及至少一个高斯波脉冲群，所述正弦波脉冲群的调制波形为正弦函数，所述高斯波脉冲群的调制波形为高斯函数，所述混合脉冲群的总平均电流为所述焊接平均电流；

根据所述混合脉冲群生成周期性焊接电流；

确定送丝速度和焊枪行走速度，并根据所述周期性焊接电流、所述送丝速度以及所述焊枪行走速度对铝合金材料进行焊接。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据铝合金材料的厚度确定焊接平均电流这一步骤，其具体为：

根据铝合金材料的厚度确定焊丝直径，并根据铝合金材料的厚度和所述焊丝直径确定焊接平均电流。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述混合脉冲群包括一个正弦波脉冲群、一个矩形波脉冲群以及一个高斯波脉冲群，所述根据所述焊接平均电流确定用于焊接的混合脉冲群这一步骤，其具体包括：

根据所述焊接平均电流确定混合脉冲群的总平均电流；

根据所述混合脉冲群的总平均电流确定正弦波脉冲群的平均电流和持续时间、矩形波脉冲群的平均电流和持续时间、高斯波脉冲群的平均电流和持续时间；

根据所述正弦波脉冲群的平均电流和持续时间确定正弦波脉冲群基值时长、正弦波脉冲群基值电流、正弦波脉冲群峰值时长以及多个正弦波脉冲群峰值电流，从而确定用于焊接的正弦波脉冲群，所述多个正弦波脉冲群峰值电流满足正弦分布；

根据所述矩形波脉冲群的平均电流和持续时间确定矩形波脉冲群基值时长、矩形波脉冲群基值电流、矩形波脉冲群峰值时长、矩形波脉冲群峰值电流以及矩形脉冲个数，从而确定用于焊接的矩形波脉冲群；

根据所述高斯波脉冲群的平均电流和持续时间确定高斯波脉冲群基值时长、高斯波脉冲群基值电流、高斯波脉冲群峰值时长以及多个高斯波脉冲群峰值电流，从而确定用于焊接的高斯波脉冲群，所述多个高斯波脉冲群峰值电流满足高斯分布。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述正弦波脉冲群的平均电流和持续时间、矩形波脉冲群的平均电流和持续时间、高斯波脉冲群的平均电流和持续时间根据下式确定：

其中，I表示混合脉冲群的总平均电流，I₁表示正弦波脉冲群的平均电流，T₁表示正弦波脉冲群的持续时间，I₂表示矩形波脉冲群的平均电流，T₂表示矩形波脉冲群的持续时间，I₃表示高斯波脉冲群的平均电流，T₃表示高斯波脉冲群的持续时间。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述矩形波脉冲群基值时长、矩形波脉冲群基值电流、矩形波脉冲群峰值时长、矩形波脉冲群峰值电流以及矩形脉冲个数根据下式确定：

T₂＝(t_2p+t_2b)m₂

其中，m₂表示矩形波脉冲群的矩形脉冲个数，I₂表示矩形波脉冲群的平均电流，T₂表示矩形波脉冲群的持续时间，I_2p表示矩形波脉冲群峰值电流，I_2b表示矩形波脉冲群基值电流，t_2p表示矩形波脉冲群峰值时长，t_2b表示矩形波脉冲群基值时长；

所述正弦波脉冲群基值时长、正弦波脉冲群基值电流、正弦波脉冲群峰值时长以及多个正弦波脉冲群峰值电流根据下式确定：

T₁＝n×(t_1p+t_1b)

其中,j＝1,2,3…n，n表示正弦波脉冲群峰值电流的个数，I₁表示正弦波脉冲群的平均电流，T₁表示正弦波脉冲群的脉冲持续时间，I_j1p表示正弦波脉冲群中第j个正弦波脉冲群峰值电流，I_1b表示正弦波脉冲群基值电流，t_1p表示正弦波脉冲群峰值时长，t_1b表示正弦波脉冲群基值时长；

所述高斯波脉冲群基值时长、高斯波脉冲群基值电流、高斯波脉冲群峰值时长以及多个高斯波脉冲群峰值电流根据下式确定：

T₃＝k×(t_3p+t_3b)

其中,i＝1,2,3…k，k表示高斯波脉冲群峰值电流的个数，I₃表示高斯波脉冲群的平均电流，T₃表示高斯波脉冲群的脉冲持续时间，I_i3p表示高斯波脉冲群中第i个高斯波脉冲群峰值电流，I_3b表示高斯波脉冲群基值电流，t_3p表示高斯波脉冲群峰值时长，t_3b表示高斯波脉冲群基值时长。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述正弦波脉冲群基值电流、所述矩形波脉冲群峰值电流以及所述高斯波脉冲群基值电流均相等。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述确定送丝速度和焊枪行走速度，并根据所述周期性焊接电流、所述送丝速度以及所述焊枪行走速度对铝合金材料进行焊接这一步骤，其具体包括：

根据铝合金材料的厚度和所述焊接平均电流确定送丝速度和焊枪行走速度；

进行焊接起弧；

若焊接起弧成功，则根据所述周期性焊接电流、所述送丝速度以及所述焊枪行走速度进行焊接，并在焊接完成后进行焊接收弧，若焊接起弧不成功，则持续进行焊接起弧直至完成焊接。

第二方面，本发明实施例提供了一种铝合金材料混合脉冲群焊接系统，包括：

焊接平均电流确定模块，用于根据铝合金材料的厚度确定焊接平均电流；

脉冲群确定模块，用于根据所述焊接平均电流确定用于焊接的混合脉冲群，所述混合脉冲群包括至少一个正弦波脉冲群、至少一个矩形波脉冲群以及至少一个高斯波脉冲群，所述正弦波脉冲群的调制波形为正弦函数，所述高斯波脉冲群的调制波形为高斯函数，所述混合脉冲群的总平均电流为所述焊接平均电流；

周期性焊接电流生成模块，用于根据所述混合脉冲群生成周期性焊接电流；

焊接模块，用于确定送丝速度和焊枪行走速度，并根据所述周期性焊接电流、所述送丝速度以及所述焊枪行走速度对铝合金材料进行焊接。

第三方面，本发明实施例提供了一种铝合金材料混合脉冲群焊接装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器实现上述的一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述的一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法。

本发明的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到：

本发明实施例根据待焊接的铝合金材料的厚度确定合适的焊接平均电流，再根据焊接平均电流确定出混合脉冲群，包括至少一个正弦波脉冲群、至少一个矩形波脉冲群以及至少一个高斯波脉冲群，然后根据确定的混合脉冲群生成周期性焊接电流，进而确定送丝速度和焊枪行走速度，从而完成铝合金材料的焊接。本发明实施例采用正弦波脉冲群、矩形波脉冲群以及高斯波脉冲群组成混合脉冲群来对铝合金材料进行焊接，可以利用不同类型的脉冲群交替出现从而有规律地搅动铝合金熔池，有利于熔池中气泡的溢出，减少了焊缝里面的气孔；正弦波脉冲群和高斯波脉冲群的调制波形曲线平滑，可以避免焊接电流的急剧变化，使得焊接过程中热量输入平稳、飞溅少，减少了焊接裂纹的产生，从而改善了焊缝成型质量，提高了铝合金材料的焊接质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面对本发明实施例中所需要使用的附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本发明的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员来说，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法的步骤流程图；

图2为相关技术中铝合金材料单脉冲焊接的电流波形示意图；

图3为相关技术中铝合金材料双脉冲焊接的电流波形示意图；

图4为相关技术中铝合金材料阶梯单脉冲焊接的电流波形示意图；

图5为本发明实施例提供的一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法的电流波形示意图；

图6为本发明实施例提供的一种铝合金材料混合脉冲群焊接系统的结构框图；

图7为本发明实施例提供的一种铝合金材料混合脉冲群焊接装置的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。

在本发明的描述中，多个的含义是两个或两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

首先对现有的相关技术中的铝合金材料焊接方法进行介绍说明。

如图2所示为相关技术中铝合金材料单脉冲焊接的电流波形示意图，其中，I_p表示单脉冲峰值电流大小，I_b表示单脉冲基值电流大小，t_p表示单脉冲峰值时间长度，t_b表示单脉冲基值时间长度。由于单脉冲电流无法在铝合金熔池中产生搅动，使得熔池里的气泡不易溢出，焊缝成型后会生成气孔，从而会影响铝合金材料的力学性能。

如图3所示为相关技术中铝合金材料双脉冲焊接的电流波形示意图，采用强脉冲和弱脉冲组成双脉冲，其中，T_S表示强脉冲群维持总时间，T_W表示弱脉冲群维持总时间，I_sp表示强脉冲群峰值电流大小，I_sb表示强脉冲群基值电流大小，t_sp表示强脉冲群峰值时间长度，t_sb表示强脉冲群基值时间长度，I_wp表示弱脉冲群峰值电流大小，I_wb表示弱脉冲群基值电流大小，t_wp表示弱脉冲群峰值时间长度，t_wb表示弱脉冲群基值时间长度。采用双脉冲焊接铝合金时，强弱脉冲群能起到搅拌熔池的效果，有利于熔池里的气泡逸出，但脉冲控制参数过多，参数优化困难，而且强弱脉冲之间没有平滑过渡，电弧电压跳动大，飞溅较多，容易产生裂纹等缺陷。

如图4所示为相关技术中铝合金材料阶梯单脉冲焊接的电流波形示意图，是对图2所示单脉冲焊接电流波形的一种改进，其中，I_m表示阶梯脉冲电流大小，t_m表示阶梯脉冲时间时间长度，其余参数含义与图2中相同。虽然阶梯当脉冲焊接在理论上可以起到控制熔滴过渡的作用，但实际应用中，仍然会产生气孔和裂纹等焊接缺陷。

参照图1，本发明实施例提供了一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法，具体包括以下步骤：

S101、根据铝合金材料的厚度确定焊接平均电流。

具体地，可根据铝合金材料的型号和厚度来确定合适的焊接平均电流，从而提高焊接质量。

进一步作为可选的实施方式，根据铝合金材料的厚度确定焊接平均电流这一步骤，其具体为：

根据铝合金材料的厚度确定焊丝直径，并根据铝合金材料的厚度和焊丝直径确定焊接平均电流。

发明实施例中，以厚度为3mm的6061铝合金平板材料焊接为例，确定合适的焊丝直径为1.2mm，并确定合适的焊接平均电流为90A。

S102、根据焊接平均电流确定用于焊接的混合脉冲群，混合脉冲群包括至少一个正弦波脉冲群、至少一个矩形波脉冲群以及至少一个高斯波脉冲群，正弦波脉冲群的调制波形为正弦函数，高斯波脉冲群的调制波形为高斯函数，混合脉冲群的总平均电流为焊接平均电流。

具体地，本发明实施例采用正弦波脉冲群、矩形波脉冲群以及高斯波脉冲群组成混合脉冲群来对铝合金材料进行焊接，可以利用不同类型的脉冲群交替出现从而有规律地搅动铝合金熔池，有利于熔池中气泡的溢出，减少了焊缝里面的气孔；正弦波脉冲群和高斯波脉冲群的调制波形曲线平滑，可以避免焊接电流的急剧变化，使得焊接过程中热量输入平稳、飞溅少，减少了焊接裂纹的产生，从而改善了焊缝成型质量，提高了铝合金材料的焊接质量。

进一步作为可选的实施方式，混合脉冲群包括一个正弦波脉冲群、一个矩形波脉冲群以及一个高斯波脉冲群，步骤S102具体包括以下步骤：

S1021、根据焊接平均电流确定混合脉冲群的总平均电流；

S1022、根据混合脉冲群的总平均电流确定正弦波脉冲群的平均电流和持续时间、矩形波脉冲群的平均电流和持续时间、高斯波脉冲群的平均电流和持续时间；

S1023、根据正弦波脉冲群的平均电流和持续时间确定正弦波脉冲群基值时长、正弦波脉冲群基值电流、正弦波脉冲群峰值时长以及多个正弦波脉冲群峰值电流，从而确定用于焊接的正弦波脉冲群，多个正弦波脉冲群峰值电流满足正弦分布；

S1024、根据矩形波脉冲群的平均电流和持续时间确定矩形波脉冲群基值时长、矩形波脉冲群基值电流、矩形波脉冲群峰值时长、矩形波脉冲群峰值电流以及矩形脉冲个数，从而确定用于焊接的矩形波脉冲群；

S1025、根据高斯波脉冲群的平均电流和持续时间确定高斯波脉冲群基值时长、高斯波脉冲群基值电流、高斯波脉冲群峰值时长以及多个高斯波脉冲群峰值电流，从而确定用于焊接的高斯波脉冲群，多个高斯波脉冲群峰值电流满足高斯分布。

进一步作为可选的实施方式，正弦波脉冲群的平均电流和持续时间、矩形波脉冲群的平均电流和持续时间、高斯波脉冲群的平均电流和持续时间根据下式确定：

其中，I表示混合脉冲群的总平均电流，I₁表示正弦波脉冲群的平均电流，T₁表示正弦波脉冲群的持续时间，I₂表示矩形波脉冲群的平均电流，T₂表示矩形波脉冲群的持续时间，I₃表示高斯波脉冲群的平均电流，T₃表示高斯波脉冲群的持续时间。

具体地，本发明实施例中，混合脉冲群由一个正弦波脉冲群、一个矩形波脉冲群以及一个高斯波脉冲群组成，根据前述确定的焊接平均电流90A和上述公式可以选取合适的正弦波脉冲群的平均电流和持续时间、矩形波脉冲群的平均电流和持续时间、高斯波脉冲群的平均电流和持续时间。具体有，正弦波脉冲群的平均电流I₁为85A、持续时间T₁为92ms，矩形波脉冲群的平均电流I₂为75A、持续时间T₂为124ms,高斯波脉冲群的平均电流I₃为112A、持续时间T₃为108ms。

进一步作为可选的实施方式，矩形波脉冲群基值时长、矩形波脉冲群基值电流、矩形波脉冲群峰值时长、矩形波脉冲群峰值电流以及矩形脉冲个数根据下式确定：

T₂＝(t_2p+t_2b)m₂

其中，m₂表示矩形波脉冲群的矩形脉冲个数，I₂表示矩形波脉冲群的平均电流，T₂表示矩形波脉冲群的持续时间，I_2p表示矩形波脉冲群峰值电流，I_2b表示矩形波脉冲群基值电流，t_2p表示矩形波脉冲群峰值时长，t_2b表示矩形波脉冲群基值时长；

正弦波脉冲群基值时长、正弦波脉冲群基值电流、正弦波脉冲群峰值时长以及多个正弦波脉冲群峰值电流根据下式确定：

T₁＝n×(t_1p+t_1b)

其中,j＝1,2,3…n，n表示正弦波脉冲群峰值电流的个数，I₁表示正弦波脉冲群的平均电流，T₁表示正弦波脉冲群的脉冲持续时间，I_j1p表示正弦波脉冲群中第j个正弦波脉冲群峰值电流，I_1b表示正弦波脉冲群基值电流，t_1p表示正弦波脉冲群峰值时长，t_1b表示正弦波脉冲群基值时长；

高斯波脉冲群基值时长、高斯波脉冲群基值电流、高斯波脉冲群峰值时长以及多个高斯波脉冲群峰值电流根据下式确定：

T₃＝k×(t_3p+t_3b)

其中,i＝1,2,3…k，k表示高斯波脉冲群峰值电流的个数，I₃表示高斯波脉冲群的平均电流，T₃表示高斯波脉冲群的脉冲持续时间，I_i3p表示高斯波脉冲群中第i个高斯波脉冲群峰值电流，I_3b表示高斯波脉冲群基值电流，t_3p表示高斯波脉冲群峰值时长，t_3b表示高斯波脉冲群基值时长。

具体地，根据前述得到的各脉冲群的平均电流以及持续时间和上述公式可以选取合适的各脉冲群的脉冲群峰值电流、脉冲群基值电流、脉冲群峰值时长、脉冲群基值时长以及电流脉冲个数。可以理解的是，正弦波脉冲群的各个峰值电流在时间维度上满足正弦分布，高斯波脉冲群的各个峰值电流在时间维度上满足高斯分布。

进一步作为可选的实施方式，正弦波脉冲群基值电流、矩形波脉冲群峰值电流以及高斯波脉冲群基值电流均相等。

如图5所示为本发明实施例提供的一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法的电流波形示意图。可以理解的是，本发明实施例中，正弦波脉冲群的基值电流、高斯波脉冲群的基值电流与矩形波脉冲群的基值电流相等，混和脉冲群按照正弦波脉冲群、矩形波脉冲群和高斯波脉冲群依次排列。

S103、根据混合脉冲群生成周期性焊接电流。

具体地，不断重复前述得到混合脉冲群即可得到周期性焊接电流，从而实现对铝合金材料的脉冲调制。

S104、确定送丝速度和焊枪行走速度，并根据周期性焊接电流、送丝速度以及焊枪行走速度对铝合金材料进行焊接。

具体地，本发明实施例中，送丝速度为70mm/s，焊枪行走速度为8.5mm/s。通过自动化设备对周期性焊接电流、送丝速度以及焊枪行走速度进行控制，即可自动完成铝合金的焊接。步骤S104具体包括以下步骤：

S1041、根据铝合金材料的厚度和焊接平均电流确定送丝速度和焊枪行走速度；

S1042、进行焊接起弧；

S1043、若焊接起弧成功，则根据周期性焊接电流、送丝速度以及焊枪行走速度进行焊接，并在焊接完成后进行焊接收弧，若焊接起弧不成功，则持续进行焊接起弧直至完成焊接。

本发明实施例根据待焊接的铝合金材料的厚度确定合适的焊接平均电流，再根据焊接平均电流确定出混合脉冲群，包括至少一个正弦波脉冲群、至少一个矩形波脉冲群以及至少一个高斯波脉冲群，然后根据确定的混合脉冲群生成周期性焊接电流，进而确定送丝速度和焊枪行走速度，从而完成铝合金材料的焊接。本发明实施例采用正弦波脉冲群、矩形波脉冲群以及高斯波脉冲群组成混合脉冲群来对铝合金材料进行焊接，可以利用不同类型的脉冲群交替出现从而有规律地搅动铝合金熔池，有利于熔池中气泡的溢出，减少了焊缝里面的气孔；正弦波脉冲群和高斯波脉冲群的调制波形曲线平滑，可以避免焊接电流的急剧变化，使得焊接过程中热量输入平稳、飞溅少，减少了焊接裂纹的产生，从而改善了焊缝成型质量，提高了铝合金材料的焊接质量。

此外，本发明实施例的混合脉冲群中各个脉冲群的输入能量不同，不同输入能量的脉冲群能在铝合金熔池中产生规律性搅动效果，更加有利于熔池中气泡溢出，减少焊缝缺陷产生；高斯函数和正弦函数都无限阶可导，函数曲线平滑，采用正弦波脉冲群和高斯波脉冲群能最大限度降低脉冲电流的急剧变化，减少焊接裂纹的产生；本发明实施例在多种厚度的铝合金材料的焊接中均可去的良好的焊接效果，并且能产生美观的鱼鳞纹焊缝。

参照图6，本发明实施例提供了一种铝合金材料混合脉冲群焊接系统，包括：

焊接平均电流确定模块，用于根据铝合金材料的厚度确定焊接平均电流；

脉冲群确定模块，用于根据焊接平均电流确定用于焊接的混合脉冲群，混合脉冲群包括至少一个正弦波脉冲群、至少一个矩形波脉冲群以及至少一个高斯波脉冲群，正弦波脉冲群的调制波形为正弦函数，高斯波脉冲群的调制波形为高斯函数，混合脉冲群的总平均电流为焊接平均电流；

周期性焊接电流生成模块，用于根据混合脉冲群生成周期性焊接电流；

焊接模块，用于确定送丝速度和焊枪行走速度，并根据周期性焊接电流、送丝速度以及焊枪行走速度对铝合金材料进行焊接。

上述方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

参照图7，本发明实施例提供了一种铝合金材料混合脉冲群焊接装置，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当上述至少一个程序被上述至少一个处理器执行时，使得上述至少一个处理器实现上述的一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法。

上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，该处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行上述一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法。

本发明实施例的一种计算机可读存储介质，可执行本发明方法实施例所提供的一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。

本发明实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图1所示的方法。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或上述方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本发明的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

此外，虽然在功能性模块的背景下描述了本发明，但应当理解的是，除非另有相反说明，上述的功能和/或特征中的一个或多个可以被集成在单个物理装置和/或软件模块中，或者一个或多个功能和/或特征可以在单独的物理装置或软件模块中被实现。还可以理解的是，有关每个模块的实际实现的详细讨论对于理解本发明是不必要的。更确切地说，考虑到在本文中公开的装置中各种功能模块的属性、功能和内部关系的情况下，在工程师的常规技术内将会了解该模块的实际实现。因此，本领域技术人员运用普通技术就能够在无需过度试验的情况下实现在权利要求书中所阐明的本发明。还可以理解的是，所公开的特定概念仅仅是说明性的，并不意在限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书及其等同方案的全部范围来决定。

上述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印上述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得上述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的上述描述中，参考术语“一个实施方式/实施例”、“另一实施方式/实施例”或“某些实施方式/实施例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据铝合金材料的厚度确定焊接平均电流；

根据所述焊接平均电流确定用于焊接的混合脉冲群，所述混合脉冲群包括一个正弦波脉冲群、一个矩形波脉冲群以及一个高斯波脉冲群，所述正弦波脉冲群的调制波形为正弦函数，所述高斯波脉冲群的调制波形为高斯函数，所述混合脉冲群的总平均电流为所述焊接平均电流；

根据所述混合脉冲群生成周期性焊接电流；

确定送丝速度和焊枪行走速度，并根据所述周期性焊接电流、所述送丝速度以及所述焊枪行走速度对铝合金材料进行焊接；

所述根据所述焊接平均电流确定用于焊接的混合脉冲群这一步骤，其具体包括：

根据所述焊接平均电流确定混合脉冲群的总平均电流；

根据所述混合脉冲群的总平均电流确定正弦波脉冲群的平均电流和持续时间、矩形波脉冲群的平均电流和持续时间、高斯波脉冲群的平均电流和持续时间；

根据所述正弦波脉冲群的平均电流和持续时间确定正弦波脉冲群基值时长、正弦波脉冲群基值电流、正弦波脉冲群峰值时长以及多个正弦波脉冲群峰值电流，从而确定用于焊接的正弦波脉冲群，所述多个正弦波脉冲群峰值电流满足正弦分布；

根据所述矩形波脉冲群的平均电流和持续时间确定矩形波脉冲群基值时长、矩形波脉冲群基值电流、矩形波脉冲群峰值时长、矩形波脉冲群峰值电流以及矩形脉冲个数，从而确定用于焊接的矩形波脉冲群；

根据所述高斯波脉冲群的平均电流和持续时间确定高斯波脉冲群基值时长、高斯波脉冲群基值电流、高斯波脉冲群峰值时长以及多个高斯波脉冲群峰值电流，从而确定用于焊接的高斯波脉冲群，所述多个高斯波脉冲群峰值电流满足高斯分布；

所述正弦波脉冲群的平均电流和持续时间、矩形波脉冲群的平均电流和持续时间、高斯波脉冲群的平均电流和持续时间根据下式确定：

其中，I表示混合脉冲群的总平均电流，I₁表示正弦波脉冲群的平均电流，T₁表示正弦波脉冲群的持续时间，I₂表示矩形波脉冲群的平均电流，T₂表示矩形波脉冲群的持续时间，I₃表示高斯波脉冲群的平均电流，T₃表示高斯波脉冲群的持续时间；

所述矩形波脉冲群基值时长、矩形波脉冲群基值电流、矩形波脉冲群峰值时长、矩形波脉冲群峰值电流以及矩形脉冲个数根据下式确定：

T₂＝(t_2p+t_2b)m₂

其中，m₂表示矩形波脉冲群的矩形脉冲个数，I₂表示矩形波脉冲群的平均电流，T₂表示矩形波脉冲群的持续时间，I_2p表示矩形波脉冲群峰值电流，I_2b表示矩形波脉冲群基值电流，t_2p表示矩形波脉冲群峰值时长，t_2b表示矩形波脉冲群基值时长；

所述正弦波脉冲群基值时长、正弦波脉冲群基值电流、正弦波脉冲群峰值时长以及多个正弦波脉冲群峰值电流根据下式确定：

其中,j＝1,2,3…n，n表示正弦波脉冲群峰值电流的个数，I₁表示正弦波脉冲群的平均电流，T₁表示正弦波脉冲群的脉冲持续时间，I_j1p表示正弦波脉冲群中第j个正弦波脉冲群峰值电流，I_1b表示正弦波脉冲群基值电流，t_1p表示正弦波脉冲群峰值时长，t_1b表示正弦波脉冲群基值时长；

所述高斯波脉冲群基值时长、高斯波脉冲群基值电流、高斯波脉冲群峰值时长以及多个高斯波脉冲群峰值电流根据下式确定：

T₃＝k×(t_3p+t_3b)

其中,i＝1,2,3…k，k表示高斯波脉冲群峰值电流的个数，I₃表示高斯波脉冲群的平均电流，T₃表示高斯波脉冲群的脉冲持续时间，I_i3p表示高斯波脉冲群中第i个高斯波脉冲群峰值电流，I_3b表示高斯波脉冲群基值电流，t_3p表示高斯波脉冲群峰值时长，t_3b表示高斯波脉冲群基值时长。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法，其特征在于，所述根据铝合金材料的厚度确定焊接平均电流这一步骤，其具体为：

根据铝合金材料的厚度确定焊丝直径，并根据铝合金材料的厚度和所述焊丝直径确定焊接平均电流。

3.根据权利要求1所述的一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法，其特征在于，所述正弦波脉冲群基值电流、所述矩形波脉冲群峰值电流以及所述高斯波脉冲群基值电流均相等。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法，其特征在于，所述确定送丝速度和焊枪行走速度，并根据所述周期性焊接电流、所述送丝速度以及所述焊枪行走速度对铝合金材料进行焊接这一步骤，其具体包括：

根据铝合金材料的厚度和所述焊接平均电流确定送丝速度和焊枪行走速度；

进行焊接起弧；

若焊接起弧成功，则根据所述周期性焊接电流、所述送丝速度以及所述焊枪行走速度进行焊接，并在焊接完成后进行焊接收弧，若焊接起弧不成功，则持续进行焊接起弧直至完成焊接。

5.一种铝合金材料混合脉冲群焊接系统，其特征在于，所述铝合金材料混合脉冲群焊接系统用于实现如权利要求1至4中任一项所述的一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法，所述铝合金材料混合脉冲群焊接系统包括：

焊接平均电流确定模块，用于根据铝合金材料的厚度确定焊接平均电流；

脉冲群确定模块，用于根据所述焊接平均电流确定用于焊接的混合脉冲群，所述混合脉冲群包括一个正弦波脉冲群、一个矩形波脉冲群以及一个高斯波脉冲群，所述正弦波脉冲群的调制波形为正弦函数，所述高斯波脉冲群的调制波形为高斯函数，所述混合脉冲群的总平均电流为所述焊接平均电流；

周期性焊接电流生成模块，用于根据所述混合脉冲群生成周期性焊接电流；

焊接模块，用于确定送丝速度和焊枪行走速度，并根据所述周期性焊接电流、所述送丝速度以及所述焊枪行走速度对铝合金材料进行焊接；

所述脉冲群确定模块具体用于：

根据所述焊接平均电流确定混合脉冲群的总平均电流；

根据所述混合脉冲群的总平均电流确定正弦波脉冲群的平均电流和持续时间、矩形波脉冲群的平均电流和持续时间、高斯波脉冲群的平均电流和持续时间；

根据所述正弦波脉冲群的平均电流和持续时间确定正弦波脉冲群基值时长、正弦波脉冲群基值电流、正弦波脉冲群峰值时长以及多个正弦波脉冲群峰值电流，从而确定用于焊接的正弦波脉冲群，所述多个正弦波脉冲群峰值电流满足正弦分布；

根据所述矩形波脉冲群的平均电流和持续时间确定矩形波脉冲群基值时长、矩形波脉冲群基值电流、矩形波脉冲群峰值时长、矩形波脉冲群峰值电流以及矩形脉冲个数，从而确定用于焊接的矩形波脉冲群；

根据所述高斯波脉冲群的平均电流和持续时间确定高斯波脉冲群基值时长、高斯波脉冲群基值电流、高斯波脉冲群峰值时长以及多个高斯波脉冲群峰值电流，从而确定用于焊接的高斯波脉冲群，所述多个高斯波脉冲群峰值电流满足高斯分布。

6.一种铝合金材料混合脉冲群焊接装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1至4中任一项所述的一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法。

7.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1至4中任一项所述的一种铝合金材料混合脉冲群焊接方法。

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