CN116275511A - 一种激光焊接的熔深测算方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光焊接的熔深测算方法、装置和系统，属于智能焊接技术领域，所述激光焊接的熔深测算方法包括：通过利用激光在预设工艺环境下进行预焊接和正式焊接，获取预焊接对应的金相熔深平均值以及正式焊接对应的重构匙孔深度平均值，将二者的差值和重构匙孔深度曲线叠加得到所述待处理壳体的熔深曲线数据。本申请在完成首次预焊接金相测量后，后续的正式焊接中无需切割试样即可得到熔深测算结果，避免了繁琐的焊后检测工序，大大提高了效率并节约了成本；由此解决激光焊接熔深监测效率低的技术问题。在实际电池生产制造过程中，对电池壳体熔深进行快速测算，进而对焊接质量进行评估，为电池产品可靠性和安全性提供有力保障。

Description

一种激光焊接的熔深测算方法、装置和系统

技术领域

本发明属于智能焊接技术领域，更具体地，涉及一种激光焊接的熔深测算方法、装置和系统。

背景技术

激光焊接作为一种先进的焊接工艺，具有热输入和热影响区小、焊接变形小、焊缝强度高、焊接速度快等优点，十分适合于电池壳体的密封焊接，已被广泛应用于电池模组生产线，为动力电池制造的稳定性和质量提供有力保障。然而，激光焊接的壳体密封工艺仍具有诸多问题需要改善。以动力电池壳体为例，动力电池壳体的板厚较薄，因此所对应的激光焊接的工艺窗口较窄，导致在焊接过程受到噪声等干扰的情况下极易导致焊接质量差，严重影响动力电池的使用寿命和电池生产线的良品率，甚至产生安全隐患。其中，焊缝的熔深是体现动力电池壳体激光焊接质量的一个极其重要的结果表征。

壳体的焊缝熔深会对壳体内部的热扩散和壳体连接的强度产生较大影响。一方面，如果整体熔深过大或在某些位置熔深超出限制，则产生的大量热量对焊缝下方壳体内置结构和装载物的安全构成严重威胁；另一方面，如果整体熔深过小或在某些位置处熔深不足，则难以确保壳体的连接强度，导致壳体难以承受复杂多变的工作载荷。同时，壳体焊缝熔深的不一致或大幅波动也容易造成气孔、驼峰、未熔合等焊接缺陷的产生，危害壳体的性能。因此，在壳体的激光焊接中，除了需要优化工艺外，对焊缝熔深的监测也至关重要。

激光焊接在壳体制造中的应用技术也有一定的研究进展。然而在激光焊接熔深监测方面，目前仍缺乏一种高效的熔深测算方法，导致对激光焊接密封的质量评估研究难以进一步深入开展。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种激光焊接的熔深测算方法、装置和系统，其目的在于，通过获取预焊接对应的金相熔深平均值以及正式焊接对应的重构匙孔深度平均值，将二者的差值和重构匙孔深度曲线进行叠加，表征所述待处理壳体的熔深曲线数据；本申请在完成首次预焊接金相测量后，后续的正式焊接中无需切割试样即可得到熔深测算结果，避免了繁琐的焊后检测工序，大大提高了效率并节约了成本；由此解决激光焊接熔深测量效率低的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种激光焊接的熔深测算方法，包括：

S1：利用激光在预设工艺环境下对预设板材进行焊接，测量焊接后的所述预设板材上多个焊缝截面的金相熔深平均值d₁；所述预设板材与待处理壳体的材料和厚度均相同；

S2：利用激光在所述预设工艺环境下对所述待处理壳体进行焊接；测量焊接后的所述待处理壳体对应的匙孔深度数据；对所述匙孔深度数据进行重构得到所述重构匙孔深度曲线D₀(t)及其平均值d₂；

S3：利用所述金相熔深平均值d₁与重构匙孔深度平均值d₂的差值表征熔池底部熔融层厚度；将所述熔池底部熔融层厚度和所述重构匙孔深度曲线D₀(t)进行叠加，得到所述待处理壳体的熔深曲线数据D(t)。

在其中一个实施例中，所述S2包括：

S21：利用激光对所述待处理壳体进行焊接；

S22：控制相干光传感系统出射相干光束至激光焊接后的所述待处理壳体上，以使其反射所述相干光束得到回波光束；所述回波光束携带所述待处理壳体的匙孔状态信息；根据所述回波光束测量所述匙孔深度数据；

S23：对所述匙孔深度数据进行重构得到所述重构匙孔深度曲线D₀(t)及其平均值d₂。

在其中一个实施例中，所述S1还包括：

控制所述相干光传感系统出射所述相干光束至激光焊接后的所述预设板材上；记录出射的所述相干光束的中心和所述预设板材上激光焊接的匙孔中心；

对所述相干光束的中心进行标定，以使所述相干光束的中心与匙孔中心重合。

在其中一个实施例中，所述S23包括：

S231：对所述匙孔深度数据进行小波包分解处理，得到多个分量；

S232：将所述多个分量中的多个低频分量进行叠加，得到所述重构匙孔深度曲线D₀(t)，并计算其平均值d₂。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

S4：基于所述待处理壳体的板厚H对所述熔深曲线数据D(t)的最大阈值进行限制，得到所述待处理壳体的目标熔深数据。

在其中一个实施例中，所述S4包括：

依次遍历所述熔深曲线数据D(t)中所有t时刻的熔深值；

若D(t)≥H，则将所述待处理壳体的板厚H作为所述目标熔深数据；

若D(t)＜H，则所述熔深曲线数据D(t)的结果作为所述目标熔深数据。

在其中一个实施例中，所述S1包括：

利用激光在预设工艺环境下对预设板材进行焊接；

在整条焊缝的长度方向上等间距选取多个位置对焊缝进行横向电火花切割，进而得到多个焊缝横截面金相试样；

利用显微镜观察记录多个所述焊缝横截面的熔深，最终计算得到所述金相熔深平均值d₁。

按照本发明的另一方面，提供了一种激光焊接的熔深测算装置，包括：

第一焊接测量模块，用于利用激光在预设工艺环境下对预设板材进行焊接，测量焊接后的所述预设板材上多个焊缝截面的金相熔深平均值d₁；所述预设板材与待处理壳体的材料和厚度均相同；

第二焊接测量模块，用于利用激光在所述预设工艺环境下对所述待处理壳体进行焊接；测量所述待处理壳体激光焊接对应的匙孔深度数据；对所述匙孔深度数据进行重构得到所述重构匙孔深度曲线D₀(t)及其平均值d₂；

熔深曲线获取模块，用于利用所述金相熔深平均值d₁与重构匙孔深度平均值d₂获取熔池底部熔融层厚度；将所述熔池底部熔融层厚度和所述重构匙孔深度曲线D₀(t)进行叠加，得到所述待处理壳体的熔深曲线数据D(t)。

按照本发明的另一方面，提供了一种激光焊接的熔深测算系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的方法的步骤。

按照本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

（1）本发明通过利用激光在预设工艺环境下进行预焊接和正式焊接，获取预焊接对应的金相熔深平均值以及正式焊接对应的重构匙孔深度平均值，将二者的差值和重构匙孔深度曲线进行叠加，得到所述待处理壳体的熔深曲线数据D(t)。本申请在完成首次预焊接金相测量后，后续的正式焊接中无需切割试样即可得到熔深测算结果，避免了繁琐的焊后检测工序，大大提高了效率并节约了成本；由此解决激光焊接熔深监测效率低的技术问题。此外，在实际操作过程中简单快捷，本申请的激光焊接的熔深测算能够有效提升激光焊接过程监测的智能化、自动化水平。在实际电池生产制造过程中，对电池壳体熔深进行快速测算，进而对焊接质量进行评估，为电池产品可靠性和安全性提供有力保障。

（2）本发明基于相干光传感技术出射相干光束至激光焊接后的所述待处理壳体上，以使其反射所述相干光束得到回波光束并对其进行探测，能够准确记录焊接过程中的匙孔深度，且操作简单。

（3）本发明相干光传感系统在工作前对相干光束中心（圆心）进行标定，保证其与匙孔中心（形心）重合，能够提高匙孔深度的测量准确率。

（4）本发明通过小波包分解和低频分量重构获得所述重构匙孔深度曲线D₀(t)，并计算其平均值d₂；重构准确率高，且重构算法复杂度低，能够提高整个熔深测算方法的速率。

（5）本发明基于待处理壳体的板厚H对所述熔深曲线数据D(t)的最大阈值进行限制，使其与实际情况更加适配；若D(t)大于H，则将所述待处理壳体的板厚H作为所述目标熔深数据；使其与实际情况更加适配，提高激光焊接的熔深测算方法的准确率。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的一种激光焊接熔深测算方法流程示意图。

图2为本发明实施例2中相干光传感系统以及匙孔深度与熔深对比的示意图。

图3为本发明实施例3提供的相干光束中心标定与校准对中示意图。

图4为本发明实施例4提供的动力电池壳体激光焊接重构匙孔深度曲线与实际熔深曲线对比示意图之一。

图5为本发明实施例4提供的动力电池壳体激光焊接重构匙孔深度曲线与实际熔深曲线对比示意图之二。

图6为本发明实施例6提供的一种动力电池壳体激光焊接熔深测算方法流程示意图。

图7为本发明实施例6提供的动力电池壳体激光焊接测算熔深曲线与实际熔深曲线对比示意图之一。

图8为本发明实施例6提供的动力电池壳体激光焊接测算熔深曲线与实际熔深曲线对比示意图之二。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本申请的壳体可以是电池壳体或者其他板材壳体，下面均以材料为铝合金的动力电池壳体为例进行描述，非对壳体的应用范围进行限定。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种激光焊接的熔深测算方法，包括：

步骤S1：利用激光在预设工艺环境下对预设板材进行焊接，测量焊接后的预设板材上多个焊缝截面的金相熔深平均值d₁；预设板材与待处理壳体的材料和厚度均相同；

步骤S2：利用激光在预设工艺环境下对待处理壳体进行焊接；测量焊接后的待处理壳体对应的匙孔深度数据；对匙孔深度数据进行重构得到重构匙孔深度曲线D₀(t)及其平均值d₂；

步骤S3：利用金相熔深平均值d₁与重构匙孔深度平均值d₂的差值表征熔池底部熔融层厚度；将熔池底部熔融层厚度和重构匙孔深度曲线D₀(t)进行叠加，得到待处理壳体的熔深曲线数据D(t)。

具体的，进行两次激光焊接，分别作为预焊接和正式焊接，分别获取第一次激光焊接（预焊接）金相熔深的平均值d₁和第二次激光焊接（正式焊接）重构匙孔深度曲线D₀(t)及其平均值d₂。将d₂和d₁差值和重构匙孔深度曲线D₀(t)进行叠加，得到待处理壳体的熔深曲线数据D(t)。

本申请在完成首次预焊接金相测量后，后续的正式焊接中无需切割试样即可得到熔深测算结果，避免了繁琐的焊后检测工序，大大提高了效率并节约了成本；由此解决激光焊接熔深监测效率低的技术问题。此外，在实际操作过程中简单快捷，本申请的激光焊接的熔深测算能够有效提升激光焊接过程监测的智能化、自动化水平。在实际生产制造过程中，对壳体熔深进行快速测算，进而对焊接质量进行评估，为产品可靠性和安全性提供有力保障。

需要说明的是，第二次激光焊接即正式焊接的工艺条件与第一次激光焊接即预焊接保持完全一致：预焊接所用板材和正式焊接的壳体在材料的型号和厚度等方面均相同，焊接前同样使用打磨机打磨工件表面并用工业酒精/丙酮清洗；工艺环境（激光功率、焊接速度、离焦量、保护气流量、装夹情况等）设定相同。确保不会因为加工环境和工艺的不同导致预焊接与正式焊接的结果差异较大。

实施例2

步骤S2包括：步骤S21：利用激光对待处理壳体进行焊接；步骤S22：控制相干光传感系统出射相干光束至激光焊接后的待处理壳体上，以使其反射相干光束得到回波光束；回波光束携带待处理壳体的匙孔状态信息；根据回波光束测量匙孔深度数据；步骤S23：对匙孔深度数据进行重构得到重构匙孔深度曲线D₀(t)及其平均值d₂。

具体的，本实施例依靠相干光传感系统出射相干光束至激光焊接后的待处理壳体上，以使其反射相干光束得到回波光束；回波光束携带待处理壳体的匙孔状态信息；根据回波光束测量壳体激光焊接过程中的匙孔深度，进而对熔深进行测算。其中，两次焊接过程中，相干光传感器的采样周期和振镜的摆动范围保持不变。相干光传感系统能够测量激光焊接过程中的匙孔深度，如图2所示。

其中，相干光传感系统的发射测量模块集成于激光头，系统中的信号采样周期（采集一个数据点所需时间）设置为1m步骤S，振镜摆动测量范围（到达匙孔内部的相干光束与到达前方工件表面的相干光束之间的水平距离）设置为5mm。

实施例3

步骤S1还包括：控制相干光传感系统出射相干光束至激光焊接后的预设板材上；记录出射的相干光束的中心和预设板材上激光焊接的匙孔中心；对相干光束的中心进行标定，以使相干光束的中心与匙孔中心重合。

其中，相干光传感系统在工作前对相干光束中心（圆心）进行标定，保证其与匙孔中心（形心）重合，能够提高测量匙孔深度的准确度。因此本实施例将第一次激光焊接作为预焊接，目的除了在于获取金相熔深的平均值d₁之外，还在于完成相干光束中心的标定与校准对中。在第二次激光焊接时正式对实际加工过程中的匙孔深度进行测量。

具体的，在第一次激光焊接时，使用相干光传感系统记录相干光束中心（圆心）与匙孔中心（形心）的相对位置，之后对相干光束的中心进行标定，调整相干光束中心位置，直至相干光束中心与匙孔中心重合（同心）为止，如图3所示。

即第二次激光焊接为正式焊接，使用需要加工的壳体所采用的材料进行激光焊接工艺实验，并在焊前进行与第一次激光焊接中相同的打磨和清洗工艺，采用校准对中后的相干光传感系统测量匙孔深度，通过后续的数据处理方法得到重构匙孔深度曲线D₀(t)。

实施例4

步骤S23包括：步骤S231：对匙孔深度数据进行小波包分解处理，得到多个分量；步骤S232：将多个分量中的多个低频分量进行叠加，得到重构匙孔深度曲线D₀(t)，并计算其平均值d₂。

具体地，在相干光传感系统对匙孔深度进行测量后，对匙孔深度数据进行小波包分解处理，并使用低频分量重构匙孔深度曲线D₀(t)。

其中，对匙孔深度数据进行小波包分解的计算公式为：

；

S_0,0为分解前的原始匙孔深度信号，分解层数为3层，小波基类型选择为“多贝西”小波（Daubechies，dbN），分解后共得到S_3,0~S_3,7共2³= 8个子信号分量，将S_3,0~S_3,7设置为高频分量，S_3,4~S_3,7设置为低频分量。低频分量重构的计算公式为：D₀(t)=S_3,4+ S_3,5+S_3,6+S_3,7；其中，D₀(t)为得到的重构匙孔深度曲线S_3,4~S_3,7为小波包分解得到的原始匙孔深度数据的4个低频分量。

进一步地，在通过小波包分解和低频分量重构获得重构匙孔深度曲线D₀(t)后，计算平均值d₂。进而计算金相熔深平均值d₁与重构匙孔深度平均值d₂的差值Δd，其中，d₁为金相熔深的平均值，d₂为重构匙孔深度的平均值，Δd在物理意义上作为匙孔底部与熔深底部间距离，即熔池底部熔融层厚度的表征，如图2中标注的底部熔融层厚度所示。需要注意的是，Δd不代表真实的整条焊缝底部熔融层厚度平均值，而是统计学意义上的一种测算结果。

为了验证本发明的方法的可行性，在完成第二次激光焊接后，将工件沿焊缝长度中轴线纵向切割，并根据焊缝截面底部熔合线的形状进行图像挖取和曲线数据拟合等手段得到焊缝的实际熔深曲线。重构匙孔深度曲线与实际熔深曲线具有相同的数据点数量，对这两条曲线进行对比可以验证两者的相关性。如图4和图5所示为两种工艺参数的验证实验下重构匙孔深度曲线与实际熔深曲线对比示意图。需要注意的是，该步骤仅作为验证匙孔深度与熔深之间具有相关性的测试验证，不作为后续实际使用过程中本发明的必要流程。

图4和图5中的重构匙孔深度曲线与实际熔深曲线均表现出了较高的相关性，相关系数分别为0.6172和0.8007，分别呈显著相关（相关系数处于0.5~0.8之间）和高度相关（相关系数处于0.8~1之间）。相关系数的计算公式如下：

；

其中D₀(t)表示重构匙孔深度曲线数据，d₂表示其均值，A(t)表示实际熔深曲线数据，

表示其均值，重构匙孔深度曲线与实际熔深曲线上所有点的个数均为n个。

基于通过相干光传感系统与小波包分解方法得到的重构匙孔深度曲线D₀(t)以及计算的与金相熔深的差值Δd，得到测算的熔深曲线数据：D(t) =D₀(t) +Δd；其中，D₀(t)表示重构匙孔深度，Δd表示底部熔融层厚度，根据图2所示的匙孔深度与熔融层厚度的位置，两者相加即可得到本发明所测算的熔深D(t)。在该步骤中测算熔深曲线D(t)是基于上述的金相熔深测量、相干光传感系统测量、小波包分解处理和低频分量重构等方法获得的结果，以上方法的测量和处理精度是保证D(t)准确性的关键点。需要注意的是，D(t)不代表真实的焊缝底部熔深，而是统计学意义上的一种测算结果。

实施例5

方法还包括：步骤S4：基于待处理壳体的板厚H对熔深曲线数据D(t)的最大阈值进行限制，得到待处理壳体的目标熔深数据。

具体的，可以利用待处理壳体的板厚H限值D(t)的最大阈值，如D(t)的最大值等于板厚H，或者D(t)的最大值与板厚H的差值小于预设值。

实施例6

如图6所示，步骤S4包括：

依次遍历熔深曲线数据D(t)中所有t时刻的熔深值；

若D(t)≥H，则将待处理壳体的板厚H作为目标熔深数据；

若D(t)＜H，则熔深曲线数据D(t)的结果作为目标熔深数据。

具体的，检查得到的测算熔深曲线D(t)，将t时刻的D(t)大于动力电池壳体板厚H，则将t时刻的熔深值设置为板厚H。可以理解的是，在动力电池壳体的实际焊接过程中，由于板厚有限，实际熔深不会超出板厚，只可能产生完全熔透的情况，所以需对得到的测算熔深曲线D(t)设置阈值上限。

其中，依次遍历曲线D(t)中所有点的熔深大小，若D(t)＞H，则将D(t)中数值设置为

，若D(t)≤H，则D(t)大小不变，最终得到阈值上限处理后的测算熔深曲线D(t)。在得到测算熔深曲线D(t)后，对比D(t)后前述中纵切得到的焊缝实际熔深曲线，并对两者进行显著性差异检验。

具体地，显著性检验的原假设为“测算熔深曲线与实际熔深曲线两者之间无显著性差异”。显著性水平α设定为0.05。如图7和图8所示为两种工艺参数的验证实验下的测算熔深曲线与实际熔深曲线对比示意图，其中图8将测算熔深超出动力电池壳体板厚（2mm）的部分进行了阈值上限的修正。图7和图8中的测算熔深曲线与实际熔深曲线均表现出了良好的一致性，同时显著性检验的

值分别为0.7675和0.8177，均显著大于显著性水平α=0.05，表明图7和图8中的测算熔深曲线与实际熔深曲线之间均无显著性差异。可以使用测算熔深曲线来表征实际熔深曲线。

需要注意的是，该步骤仅作为检验测算熔深与实际熔深无显著性差异的测试验证，不作为本发明后续使用过程中的必要流程。

本发明公开的动力电池壳体激光焊接熔深测算方法，在不同生产环境或不同的技术需求下，可以适当调整金相试样的切割数量和数据处理算法中的各项参数等指标，不会对方法的原理造成影响。

实施例7

步骤S1包括：利用激光在预设工艺环境下对预设板材进行焊接；在整条焊缝的长度方向上等间距选取多个位置对焊缝进行横向电火花切割，进而得到多个焊缝横截面金相试样；利用显微镜观察记录多个焊缝横截面的熔深，最终计算得到金相熔深平均值d₁。

其中，预设板材与待处理壳体的材料一样，待处理壳体以2mm厚3003铝合金为例描述。激光焊接之前使用打磨机打磨板材，可以用工业酒精/丙酮清洗板材表面，以去除工件表面的氧化膜、杂质及污渍。

具体的，第一次激光焊接（预焊接）使用与动力电池壳体厚度和材料均相同的2mm的3003铝合金板材，在相同的工艺环境（激光功率、焊接速度、离焦量、保护气流量、装夹情况等）下进行焊接。具体的，在第一次激光焊接完成后，在该整条焊缝的长度方向上等间距选取多个位置对焊缝进行横向电火花切割，经过研磨、抛光、腐蚀等工艺处理后得到多个焊缝横截面金相试样，通过显微镜观察记录多个焊缝横截面的熔深，最终计算得到金相熔深的平均值的d₁。

需要说明的是，使用显微镜采集金相试样的焊缝横截面图片，换算标尺与图片像素之间的关系，得到图片中每像素点对应的实际尺寸，即可得到金相熔深d_1q，金相熔深的平均值

。计算得到的d₁作为3003铝合金板激光焊接实际的熔深水平的表征。

根据实施例1至实施例7的计算方法，在后续新的工艺下进行动力电池壳体激光密封焊接时，无需切割工件试样对焊缝内部进行观测，仅基于通过相干光传感系统测量、小波包分解以及低频分量重构获取的新工艺下的重构匙孔深度曲线D’₀(t)，并根据先前已经在新工艺的预实验中获得的表征着底部熔融层厚度的差值Δd’，即可得到该新工艺下激光焊接过程测算的熔深曲线D’(t)，即D’₀(t)=D’(t)+Δd’。该壳体激光焊接熔深测算方法无需破坏试样，无需X射线等繁琐的焊后检测，操作简便快捷，同时具有较好的精度和鲁棒性，可靠性强。本方法同样可以应用于其他工艺环境下的动力电池壳体激光焊接熔深测算。

实施例8

按照本发明的另一方面，提供了一种激光焊接的熔深测算装置，包括：

第一焊接测量模块，用于利用激光在预设工艺环境下对预设板材进行焊接，测量焊接后的预设板材上多个焊缝截面的金相熔深平均值d₁；预设板材与待处理壳体的材料和厚度均相同；

第二焊接测量模块，用于利用激光在预设工艺环境下对待处理壳体进行焊接；测量待处理壳体激光焊接对应的匙孔深度数据；对匙孔深度数据进行重构得到重构匙孔深度曲线D₀(t)及其平均值d₂；

熔深曲线获取模块，用于利用金相熔深平均值d₁与重构匙孔深度平均值d₂获取熔池底部熔融层厚度；将熔池底部熔融层厚度和重构匙孔深度曲线D₀(t)进行叠加，得到待处理壳体的熔深曲线数据D(t)。

实施例9

按照本发明的另一方面，提供了一种激光焊接的熔深测算系统，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的方法的步骤。

实施例10

按照本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光焊接的熔深测算方法，其特征在于，包括：

S1：利用激光在预设工艺环境下对预设板材进行焊接，测量焊接后的所述预设板材上多个焊缝截面的金相熔深平均值d₁；所述预设板材与待处理壳体的材料和厚度均相同；

S2：利用激光在所述预设工艺环境下对所述待处理壳体进行焊接；测量焊接后的所述待处理壳体对应的匙孔深度数据；对所述匙孔深度数据进行重构得到所述重构匙孔深度曲线D₀(t)及其平均值d₂；

S3：利用所述金相熔深平均值d₁与重构匙孔深度平均值d₂的差值表征熔池底部熔融层厚度；将所述熔池底部熔融层厚度和所述重构匙孔深度曲线D₀(t)进行叠加，得到所述待处理壳体的熔深曲线数据D(t)。

2.如权利要求1所述的激光焊接的熔深测算方法，其特征在于，所述S2包括：

S21：利用激光对所述待处理壳体进行焊接；

S22：控制相干光传感系统出射相干光束至激光焊接后的所述待处理壳体上，以使其反射所述相干光束得到回波光束；所述回波光束携带所述待处理壳体的匙孔状态信息；根据所述回波光束测量所述匙孔深度数据；

S23：对所述匙孔深度数据进行重构得到所述重构匙孔深度曲线D₀(t)及其平均值d₂。

3.如权利要求2所述的激光焊接的熔深测算方法，其特征在于，所述S1还包括：

控制所述相干光传感系统出射所述相干光束至激光焊接后的所述预设板材上；记录出射的所述相干光束的中心和所述预设板材上激光焊接的匙孔中心；

对所述相干光束的中心进行标定，以使所述相干光束的中心与匙孔中心重合。

4.如权利要求2所述的激光焊接的熔深测算方法，其特征在于，所述S23包括：

S231：对所述匙孔深度数据进行小波包分解处理，得到多个分量；

S232：将所述多个分量中的多个低频分量进行叠加，得到所述重构匙孔深度曲线D₀(t)，并计算其平均值d₂。

5.如权利要求1所述的激光焊接的熔深测算方法，其特征在于，所述方法还包括：

S4：基于所述待处理壳体的板厚H对所述熔深曲线数据D(t)的最大阈值进行限制，得到所述待处理壳体的目标熔深数据。

6.如权利要求5所述的激光焊接的熔深测算方法，其特征在于，所述S4包括：

依次遍历所述熔深曲线数据D(t)中所有t时刻的熔深值；

若D(t)≥H，则将所述待处理壳体的板厚H作为所述目标熔深数据；

若D(t)＜H，则所述熔深曲线数据D(t)的结果作为所述目标熔深数据。

7.如权利要求1所述的激光焊接的熔深测算方法，其特征在于，所述S1包括：

利用激光在预设工艺环境下对预设板材进行焊接；

在整条焊缝的长度方向上等间距选取多个位置对焊缝进行横向电火花切割，进而得到多个焊缝横截面金相试样；

利用显微镜观察记录多个所述焊缝横截面的熔深，最终计算得到所述金相熔深平均值d₁。

8.一种激光焊接的熔深测算装置，其特征在于，包括：

第一焊接测量模块，用于利用激光在预设工艺环境下对预设板材进行焊接，测量焊接后的所述预设板材上多个焊缝截面的金相熔深平均值d₁；所述预设板材与待处理壳体的材料和厚度均相同；

第二焊接测量模块，用于利用激光在所述预设工艺环境下对所述待处理壳体进行焊接；测量所述待处理壳体激光焊接对应的匙孔深度数据；对所述匙孔深度数据进行重构得到所述重构匙孔深度曲线D₀(t)及其平均值d₂；

熔深曲线获取模块，用于利用所述金相熔深平均值d₁与重构匙孔深度平均值d₂获取熔池底部熔融层厚度；将所述熔池底部熔融层厚度和所述重构匙孔深度曲线D₀(t)进行叠加，得到所述待处理壳体的熔深曲线数据D(t)。

9.一种激光焊接的熔深测算系统，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

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