CN114406465A - 一种不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法及其系统。方法包括：获取每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深；确定每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的所述信号强度和所述焊接熔深的映射关系；根据有效焊接熔深区间和所述映射关系确定每一间隙尺寸的所述信号强度的有效强度区间；根据实时采集的不均匀间隙尺寸将实时信号强度与所述有效强度区间进行对比，若所述实时信号强度超出所述有效强度区间，则调节当前的焊接参数进行焊接修正。本发明实施例提供的技术方案，焊接过程中实时判断并调整焊接参数，提高了不均匀间隙结构焊接熔深的一致性，提高了生产质量和生产效率。

Description

一种不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法及其系统

技术领域

本发明实施例涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法及其系统。

背景技术

实际焊前装配过程中，由于板材加工方式通常采用机械切割，板材的加工精度很大程度上影响着焊件的装配精度，板材加工不良会导致焊件之间的间隙的不均匀分布，而激光焊接技术对焊件的间隙要求非常严格，间隙尺寸的变化容易造成未焊透、焊穿等焊接缺陷的形成。

传统的质量检测方法主要通过焊后检验手段来实现，这显然不能满足生产需求，严重影响了生产质量和生产效率。

发明内容

本发明提供一种不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法及其系统，实现焊接过程中实时判断并调整焊接参数，提高了焊接熔深的一致性，提高了生产质量和生产效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法，包括：

获取每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深；其中，所述等离子体特征信号对间隙尺寸敏感；

确定每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的所述信号强度和所述焊接熔深的映射关系；

根据有效焊接熔深区间和所述映射关系确定每一间隙尺寸的所述信号强度的有效强度区间；

根据实时采集的不均匀间隙尺寸将实时信号强度与所述有效强度区间进行对比，若所述实时信号强度超出所述有效强度区间，则调节当前的焊接参数进行焊接修正。

可选的，获取每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深之前包括：

确定对间隙尺寸敏感的等离子体特征信号。

可选的，确定对间隙尺寸敏感的等离子体特征信号包括：

以所述间隙尺寸为单一变量采集焊接过程的等离子体信号；

根据采集的所述等离子体信号提取所述等离子体信号的形貌参数和物理参数；

根据所述形貌参数和所述物理参数对间隙尺寸的敏感度确定表征焊接间隙尺寸的所述等离子体特征信号。

可选的，所述等离子体形貌参数包括等离子体高度和等离子体面积；等离子体物理参数包括等离子体温度、等离子体密度、等离子体压力和等离子体电离度。

可选的，调节当前焊接参数进行焊接修正包括：

根据所述有效强度区间和所述映射关系获取每一间隙尺寸下的有效焊接参数；

计算所述实时信号强度与所述有效强度区间的偏差值；

根据采集的实时间隙尺寸确定所述有效焊接参数；

根据所述有效焊接参数和所述偏差值修正所述焊接参数。

可选的，所述焊接参数包括激光功率，取值范围为1000-3000W；焊接速度，取值范围为0.8-1.6m/min；中心偏移量，取值范围为0-0.1mm；离焦量，取值范围为0-5mm；间隙大小，取值范围为0-0.3mm。

第二方面，本发明实施例提供了一种不均匀间隙结构的焊接熔深的控制系统，包括：

信号获取模块，用于获取每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深；其中，所述等离子体特征信号为对间隙尺寸敏感的等离子体信号；

信号处理模块，用于确定每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的所述信号强度和所述焊接熔深的映射关系；还用于根据有效焊接熔深区间和所述映射关系确定所述信号强度的有效强度区间；

信号判定调节模块，用于根据实时采集的不均匀间隙尺寸将实时信号强度与所述有效强度区间进行对比，若所述实时信号强度超出所述有效强度区间，则调节当前的焊接参数进行焊接修正。

可选的，所述信号处理模块还用于确定对间隙尺寸敏感的等离子体特征信号。

可选的，所述信号处理模块包括提取单元和确定单元；

所述获取模块还用于将所述间隙尺寸为单一变量采集焊接过程的等离子体信号；

所述提取单元用于根据采集的所述等离子体信号提取所述等离子体信号的形貌参数和物理参数；

所述确定单元用于根据所述形貌参数和所述物理参数对间隙尺寸的敏感度确定表征焊接间隙尺寸的所述等离子体特征信号。

可选的，所述信号判定调节模块包括：

获取单元，用于根据所述有效强度区间和所述映射关系获取每一间隙尺寸下的有效焊接参数；

计算单元，用于计算所述实时信号强度与所述有效强度区间的偏差值；

有效焊接参数确定单元，用于根据采集的实时间隙尺寸确定所述有效焊接参数；

调节单元，用于根据所述有效焊接参数和所述偏差值调节修正所述焊接参数。

本发明实施例提供的技术方案，通过开展大量激光焊接试验逐步测量同一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深，进而可以获得每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和对应的焊接熔深。在同一间隙尺寸下将焊接参数作为变量，通过将测量的每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深数据进行整合可以确定等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系。因此，相同的，可以进一步确定每一间隙尺寸下的不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系。根据有效焊接熔深区间和映射关系确定每一间隙尺寸的信号强度的有效强度区间。根据实时采集的不均匀间隙尺寸调用对应的有效强度区间，将采集的实时信号强度和有效强度区间进行判定对比，如果实时信号强度不在有效区间内，则不符合焊接要求，需要通过调节焊接参数进行修正，直至符合焊接要求，利用等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系，在焊接过程中实时判断并调整焊接参数，从而确保不均匀间隙尺寸的焊接熔深的一致性，进而提高了生产质量和生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法的流程图。

图2为本发明实施例提供的一种调节当前的焊接参数进行焊接修正的方法流程图。

图3为本发明实施例提供的一种不均匀间隙结构的焊接熔深的控制系统。

图4为本发明实施例提供的一种激光自适应焊接模块的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的一种等离子体信号获取平台的结构示意图。

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作出创造性劳动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。

图1为本发明实施例提供的一种不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法的流程图，本实施例可适用于不均匀间隙结构的焊接熔深的控制情况，该方法可以由不均匀间隙结构的焊接熔深的控制系统来执行，该装置可采用硬件和/或软件的方式来实现。该方法具体包括如下步骤：

S110、获取每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深。其中，等离子体特征信号对间隙尺寸敏感。

具体的，间隙尺寸是指焊接板材之间不均匀分布的缝隙尺寸。焊接熔深是指焊接板材的熔化部位的最深位与焊接板材的表面之间的距离。激光焊接时等离子体信号变化与焊接过程的稳定性和缺陷产生有相当大的关系，因此通过检测等离子体信号在焊接过程的特征动态变化可以指导改善焊接质量。其中，等离子体信号包括多种动态信号和物理特征信号，由于间隙尺寸的变化会影响焊接熔深的一致性，因此选择对间隙尺寸变化敏感的等离子体信号作为等离子体特征信号，通过开展大量激光焊接试验逐步测量同一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深，进而可以获得每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和对应的焊接熔深。

S120、确定每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系。

具体的，焊接参数是激光焊接过程的工程参数，示例性的，焊接参数包括激光焊接功率、焊接速度、离焦量和中心偏移量等参数。在同一间隙尺寸下将焊接参数作为变量，通过将测量的同一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深数据进行整合可以确定等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系。因此，相同的可以进一步确定每一间隙尺寸下的不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系。

S130、根据有效焊接熔深区间和映射关系确定每一间隙尺寸的信号强度的有效强度区间。

具体的，根据焊接板材的厚度可以确定焊接熔深的有效焊接熔深区间。示例性的，若板材厚度t的范围为1.0-2.0mm，则有效熔深范围为t-1.2t。根据有效焊接熔深区间的范围和映射关系可以划定对应等离子体特征信号的信号强度的区间将该区间作为有效强度区间。

S140、根据采集的实时间隙尺寸将实时信号强度与有效强度区间进行对比，若实时信号强度超出有效强度区间，则调节当前的焊接参数进行焊接修正。

具体的，根据实时采集的不均匀间隙尺寸调用对应的有效强度区间，将采集的实时信号强度和有效强度区间进行判定对比，如果实时信号强度不在有效区间内，则不符合焊接要求，需要通过调节焊接参数进行修正。示例性的，修正过程为：在每一间隙尺寸下，结合每一间隙尺寸下的不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系，可以通过有效强度区间确定产生有效信号强度区间对应的焊接参数的变化关系，根据对应的焊接参数的变化关系调节当前的焊接参数进行焊接修正，直至符合焊接要求。

本发明实施例提供的技术方案，通过开展大量激光焊接试验逐步测量同一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深，进而可以获得每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和对应的焊接熔深。在同一间隙尺寸下将焊接参数作为变量，通过将测量的同一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深数据进行整合可以确定等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系。因此，相同的可以进一步确定每一间隙尺寸下的不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系。根据有效焊接熔深区间和映射关系确定每一间隙尺寸的信号强度的有效强度区间。根据实时采集的不均匀间隙尺寸调用对应的有效强度区间，将采集的实时信号强度和有效强度区间进行判定对比，如果实时信号强度不在有效区间内，则不符合焊接要求，需要通过调节焊接参数进行修正，直至符合焊接要求，利用等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系，在焊接过程中实时判断并调整焊接参数，从而确保不均匀间隙焊接结构的焊接熔深的一致性，进而提高了生产质量和生产效率。

可选的，获取每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深之前包括：

确定对间隙尺寸敏感的等离子体特征信号。

具体的，等离子体信号包括多种动态信号和物理特征信号，通过不同间隙尺寸的焊接试验确定可以表征焊接间隙尺寸的等离子体特征信号。也就是说，表征焊接间隙尺寸的等离子体特征信号对间隙尺寸的变化比较敏感。示例性的，利用激光自适应焊接模块进行焊接试验，其中，激光自适应焊模块包括机器手、激光器、激光头、焊缝追踪装置和控制柜等设备，通过焊缝追踪装置实现间隙尺寸的扫描与测量，实时输出间隙尺寸，利用激光自适应焊接模块进行不均匀间隙结构的激光焊接加工。示例性的，利用激光自适应焊接模块测量同一焊接参数不同间隙尺寸的焊接过程的等离子体信号，利用图像处理、等离子体幅频分析等数据分析手段，对等离子体信号进行分析对比，确定对间隙尺寸敏感的等离子体特征信号。

可选的，确定对间隙尺寸敏感的等离子体特征信号包括：

以间隙尺寸为单一变量采集焊接过程的等离子体信号。

根据采集的等离子体信号提取等离子体信号的形貌参数和物理参数。

根据形貌参数和物理参数对间隙尺寸的敏感度确定表征焊接间隙尺寸的等离子体特征信号。

具体的，在同一焊接参数下，以间隙尺寸为单一变量采集焊接过程的等离子体信号，其中，等离子体信号的采集可以通过高速摄像机和光谱仪对等离子体信号进行采集，其中，激光束与光谱仪的光采集器探头方向的夹角为45°，高速摄像机拍摄方向与激光束入射方向垂直，适当调整曝光时间和总帧数，示例性的，高速摄像拍摄帧率设置为1000帧/秒，曝光时间为50us，高速摄像机拍摄等离子体信号时需要在高速摄像机前设置滤光镜，滤光波长为300-600nm，从而优化采集效果，提高信号采集精确度。根据采集的等离子体信号提取处理等离子体信号的形貌参数和物理参数，示例性的，信号提取可以采用图像处理的方法，对等离子体信号进行边缘和面积计算，其中，等离子体的图像处理方法可以采用阈值分割，利用最大类间方差法自适应确定阈值。根据形貌参数和物理参数对间隙尺寸的敏感度确定表征焊接间隙尺寸的等离子体特征信号。其中，表征焊接间隙尺寸的等离子体特征信号可以确定为等离子体信号的形貌参数和物理参数中的一种或多种。当表征焊接间隙尺寸的等离子体特征信号由多种等离子体信号组成时，将多种等离子体信号进行分配权重和划分等级定义等离子体特征信号。其中，对间隙尺寸的敏感度的评价方法可以采用主成分分析法。可选的，等离子体形貌参数包括等离子体高度和等离子体面积等参数。等离子体物理参数包括等离子体温度、等离子体密度、等离子体压力和等离子体电离度等参数。

图2为本发明实施例提供的一种调节当前的焊接参数进行焊接修正的方法流程图，参见图2，该方法步骤包括：

S210、根据有效强度区间和映射关系获取每一间隙尺寸下的有效焊接参数。

具体的，映射关系是等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的数据关系，其中，根据上述实施例，信号强度是在不同的焊接参数下进行测量获得，因此每一间隙尺寸下的映射关系还关联焊接参数，当根据有效焊接熔深区间确定有效强度区间后，根据有效强度区间还可以划定每一间隙尺寸对应的有效焊接参数。

S220、计算实时信号强度与有效强度区间的偏差值。

具体的，若如果实时信号强度不在有效区间内，则不符合焊接要求，需要通过调节焊接参数进行修正。计算实时信号强度与有效强度区间的偏差值，如果实时信号强度低于有效强度区间，则计算实时信号强度与有效强度区间最小值的偏差值，如果实时信号强度大于有效强度区间，则计算实时信号强度与有效强度区间最大值的偏差值。

S230、根据采集的实时间隙尺寸确定有效焊接参数。

具体的，利用焊缝追踪装置实现实时的测量，输出实时间隙尺寸。根据根据前面大量实验总结的数据库或映射关系确定该间隙尺寸对应的有效焊接参数。

S240、根据有效焊接参数和偏差值修正焊接参数。

具体的，根据偏差值的具体情况，结合有效焊接参数对当前的焊接参数进行反馈调节，直至符合焊接要求。示例性的，将有效焊接参数对应的有效信号强度进行统计，形成关联数据库，有效焊接参数与有效信号强度具有对应关系，根据计算的偏差值调用关联数据，实现上调相关的焊接参数或下调相关的焊接参数，从而实现自适应反馈调整焊接参数确保焊接熔深的一致性。

可选的，焊接参数包括激光功率，取值范围为1000-3000W。焊接速度，取值范围为0.8-1.6m/min。中心偏移量，取值范围为0-0.1mm。离焦量，取值范围为0-5mm。间隙大小，取值范围为0-0.3mm。

其中，激光功率是激光器的出射激光的光功率，焊接速度是指单位时间内可以完成的焊缝长度。中心偏移量是激光焊接过程在焊接间隙的水平偏移量。离焦量是激光焦点离焊接板材表面的距离。

图3为本发明实施例提供的一种不均匀间隙结构的焊接熔深的控制系统，参见图3，包括：

信号获取模块310，用于获取每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度。其中，等离子体特征信号为对间隙尺寸敏感的等离子体信号。

信号处理模块320，用于确定每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系。还用于根据有效焊接熔深区间和映射关系确定信号强度的有效强度区间。

信号判定调节模块330，用于根据实时采集的不均匀间隙尺寸将实时信号强度与有效强度区间进行对比，若实时信号强度超出有效强度区间，则调节当前的焊接参数进行焊接修正。

具体的，利用激光自适应焊接模块开展大量激光焊接试验，信号获取模块310逐步测量同一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深，进而可以获得每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和对应的焊接熔深。在同一间隙尺寸下将焊接参数作为变量，信号处理模块320可以确定等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系。因此，可以进一步确定每一间隙尺寸下的不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系。信号处理模块320根据有效焊接熔深区间和映射关系确定每一间隙尺寸的信号强度的有效强度区间。信号判定调节模块330根据实时间隙尺寸调用对应的有效强度区间，将采集的实时信号强度和有效强度区间进行判定对比，如果实时信号强度不在有效区间内，则不符合焊接要求，需要通过调节焊接参数进行修正，直至符合焊接要求。通过利用等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深的映射关系，在焊接过程中实时判断焊接间隙尺寸并调整焊接参数，从而确保焊接熔深的一致性，进而提高了生产质量和生产效率。

可选的，信号处理模块还用于确定对间隙尺寸敏感的等离子体特征信号。

具体的，信号处理模块通过不同间隙尺寸的焊接试验确定可以表征焊接间隙尺寸的等离子体特征信号。也就是说，表征焊接间隙尺寸的等离子体特征信号对间隙尺寸的变化比较敏感。利用激光自适应焊接模块进行焊接试验，其中，图4为本发明实施例提供的一种激光自适应焊接模块的结构示意图，参见图4，激光自适应焊模块包括机器人410、激光器420、激光头430、焊缝追踪装置440和控制柜450，通过焊缝追踪装置440实现不均匀间隙尺寸的扫描与测量，实时输出间隙尺寸，利用激光自适应焊接模块测量同一焊接参数不同间隙尺寸的焊接过程的等离子体信号，信号处理模块利用图像处理、等离子体幅频分析等数据分析手段，对等离子体信号进行分析对比，确定对间隙尺寸敏感的等离子体特征信号。

可选的，信号处理模块包括提取单元和确定单元，信号获取模块还用于将间隙尺寸为单一变量采集焊接过程的等离子体信号；

提取单元用于根据采集的等离子体信号提取等离子体信号的形貌参数和物理参数，确定单元用于根据形貌参数和物理参数对间隙尺寸的敏感度确定表征焊接间隙尺寸的等离子体特征信号。

具体的，在同一焊接参数下，激光自适应焊接模块以间隙尺寸为单一变量进行焊接，信号获取模块采集焊接过程的等离子体信号，其中，等离子体信号的采集可以通过高速摄像机和光谱仪对等离子体信号进行采集，其中，图5为本发明实施例提供的一种等离子体信号采集平台的结构示意图，参见图5，激光束2与光谱仪5的光采集器探头4方向的夹角为45°，激光束2垂直入射不均匀间隙结构板材1。高速摄像机6拍摄方向与激光束2入射方向垂直，适当调整曝光时间和总帧数，示例性的，高速摄像拍摄帧率设置为1000帧/秒，曝光时间为50us，高速摄像机6拍摄等离子体信号时需要在高速摄像机6前设置滤光镜，滤光波长为300-600nm，从而优化采集效果，提高信号采集精确度。信号处理模块7的提取单元根据采集的等离子体信号提取处理等离子体信号的形貌参数和物理参数，示例性的，信号处理方法可以采用图像处理的方法，对等离子体图像进行边缘和面积计算，其中，等离子体的图像处理方法可以采用阈值分割，利用最大类间方差法自适应确定阈值。确定单元根据形貌参数和物理参数对间隙尺寸的敏感度确定表征焊接间隙尺寸的等离子体特征信号。其中，表征焊接间隙尺寸的等离子体特征信号可以确定为等离子体信号的形貌参数和物理参数中的一种或多种。当表征焊接间隙尺寸的等离子体特征信号由多种等离子体信号组成时，可以将多种等离子体信号进行分配权重和划分等级从而定义等离子体特征信号。

可选的，信号判定调节模块包括：获取单元，用于根据有效强度区间和映射关系获取每一间隙尺寸下的有效焊接参数。

计算单元，用于计算实时信号强度与有效强度区间的偏差值。

有效焊接参数确定单元，用于根据采集的实时间隙尺寸确定有效焊接参数。

调节单元，用于根据有效焊接参数和偏差值调节修正焊接参数。

本发明实施例提供的不均匀间隙结构的焊接熔深的控制系统与本发明任意实施例提供的不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法属于相同的发明构思，具有相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本发明任意实施例提供的不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法，其特征在于，包括：

获取每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深；其中，所述等离子体特征信号对间隙尺寸敏感；

确定每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的所述信号强度和所述焊接熔深的映射关系；

根据有效焊接熔深区间和所述映射关系确定每一间隙尺寸的所述信号强度的有效强度区间；

根据实时采集的不均匀间隙尺寸将实时信号强度与所述有效强度区间进行对比，若所述实时信号强度超出所述有效强度区间，则调节当前的焊接参数进行焊接修正。

2.根据权利要求1所述的不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法，其特征在于，获取每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深之前包括：

确定对间隙尺寸敏感的等离子体特征信号。

3.根据权利要求2所述的不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法，其特征在于，确定对间隙尺寸敏感的等离子体特征信号包括：

以所述间隙尺寸为单一变量采集焊接过程的等离子体信号；

根据采集的所述等离子体信号提取所述等离子体信号的形貌参数和物理参数；

根据所述形貌参数和所述物理参数对间隙尺寸的敏感度确定表征焊接间隙尺寸的所述等离子体特征信号。

4.根据权利要求3所述的不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法，其特征在于，所述等离子体形貌参数包括等离子体高度和等离子体面积；等离子体物理参数包括等离子体温度、等离子体密度、等离子体压力和等离子体电离度。

5.根据权利要求1所述的不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法，其特征在于，调节当前焊接参数进行焊接修正包括：

根据所述有效强度区间和所述映射关系获取每一间隙尺寸下的有效焊接参数；

计算所述实时信号强度与所述有效强度区间的偏差值；

根据采集的实时间隙尺寸确定所述有效焊接参数；

根据所述有效焊接参数和所述偏差值修正所述焊接参数。

6.根据权利要求1所述的不均匀间隙结构的焊接熔深的控制方法，其特征在于，所述焊接参数包括激光功率，取值范围为1000-3000W；焊接速度，取值范围为0.8-1.6m/min；中心偏移量，取值范围为0-0.1mm；离焦量，取值范围为0-5mm；间隙大小，取值范围为0-0.3mm。

7.一种不均匀间隙结构的焊接熔深的控制系统，其特征在于，包括：

信号获取模块，用于获取每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的信号强度和焊接熔深；其中，所述等离子体特征信号为对间隙尺寸敏感的等离子体信号；

信号处理模块，用于确定每一间隙尺寸下不同的焊接参数的等离子体特征信号的所述信号强度和所述焊接熔深的映射关系；还用于根据有效焊接熔深区间和所述映射关系确定所述信号强度的有效强度区间；

信号判定调节模块，用于根据实时采集的不均匀间隙尺寸将实时信号强度与所述有效强度区间进行对比，若所述实时信号强度超出所述有效强度区间，则调节当前的焊接参数进行焊接修正。

8.根据权利要求7所述的不均匀间隙结构的焊接熔深的控制系统，其特征在于，所述信号处理模块还用于确定对间隙尺寸敏感的等离子体特征信号。

9.根据权利要求8所述的不均匀间隙结构的焊接熔深的控制系统，其特征在于，所述信号处理模块包括提取单元和确定单元；

所述获取模块还用于将所述间隙尺寸为单一变量采集焊接过程的等离子体信号；

所述提取单元用于根据采集的所述等离子体信号提取所述等离子体信号的形貌参数和物理参数；

所述确定单元用于根据所述形貌参数和所述物理参数对间隙尺寸的敏感度确定表征焊接间隙尺寸的所述等离子体特征信号。

10.根据权利要求7所述的不均匀间隙结构的焊接熔深的控制系统，其特征在于，所述信号判定调节模块包括：

获取单元，用于根据所述有效强度区间和所述映射关系获取每一间隙尺寸下的有效焊接参数；

计算单元，用于计算所述实时信号强度与所述有效强度区间的偏差值；

有效焊接参数确定单元，用于根据采集的实时间隙尺寸确定所述有效焊接参数；

调节单元，用于根据所述有效焊接参数和所述偏差值调节修正所述焊接参数。

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