優化蜂窩圈生成順序的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及激光焊接技術領域，特別是涉及一種優化蜂窩圈生成順序的方法和裝 置。
【背景技術】
[0002] 激光焊接蜂窩夾套的制造工藝與傳統的模壓式蜂窩夾套的制造工藝相比，具有諸 多優點，例如：夾套板不需要壓制、沖孔等預成型工藝；焊接速度快、焊接深度深、焊接變形 小、熱影響區小，焊縫質量高；其數控焊接設備能保證焊縫質量的穩定性、提高效率。
[0003] 激光焊接蜂窩夾套的制造工藝有兩個主要的步驟：（1)激光焊接生成蜂窩圈；（2) 壓力鼓脹。其中激光焊接生成的蜂窩圈的質量直接影響后期鼓脹成型的效果。在蜂窩圈的 激光焊接過程中，易出現個別蜂窩圈焊縫焊接強度低，甚至出現虛焊的情況。進一步結合激 光焊接機床的特性研宄得出，虛焊主要是由于在激光焊接過程中，蜂窩夾套的夾套板受熱 膨脹變形使得上下板間隙增加、偏離激光焦點位置過大引起的。但是一般而言，當蜂窩夾套 對應的目標產品的規格和性能確定時，激光功率、焊接速度、蜂窩尺寸、蜂窩夾套尺寸等均 不可隨意改變。因此，對于夾套板受熱膨脹變形使得上板和下板間隙增加的問題，通常采用 調整蜂窩圈生成順序的方法。然而蜂窩圈的個數較多，有時達到幾十甚至上百個，如何優化 蜂窩圈的生成順序成為了一項費時費力的工作。
【發明內容】
[0004] 基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種省時省力的優化蜂窩圈的生成順序 進而使得激光焊接蜂窩夾套中的夾套板受熱膨脹間隙能夠有效減小的優化蜂窩圈生成順 序的方法和裝置。
[0005] 一種優化蜂窩圈生成順序的方法，所述方法包括：
[0006] 建立激光焊接蜂窩夾套的熱結構耦合分析模型，所述激光焊接蜂窩夾套包括上板 和下板，所述上板和下板在經過激光焊接之后分別生成多個蜂窩圈；
[0007] 根據所述蜂窩圈的預設生成順序定義所述熱結構耦合分析模型中的參數；
[0008] 根據所述參數進行計算，得到所述蜂窩圈處的上板和下板在即將焊接時的間隙 值；
[0009] 根據所述間隙值對蜂窩圈的預設生成順序進行優化，再次利用所述熱結構耦合分 析模型計算所述間隙值，直至優化后的間隙值落入預設范圍內。
[0010] 在其中一個實施例中，所述根據所述蜂窩圈的預設生成順序定義所述熱結構耦合 分析模型中的參數的步驟包括：
[0011] 根據所述蜂窩圈的預設生成順序定義相應的分析步；
[0012] 根據所述預設生成順序施加熱載荷至所述蜂窩圈區域；
[0013] 根據所述預設生成順序激活蜂窩圈處的上板和下板的連接關系。
[0014] 在其中一個實施例中，所述分析步包括焊接載荷步和空程載荷步；所述根據所述 蜂窩圈的預設生成順序定義相應的分析步的步驟包括：
[0015] 根據所述預設生成順序定義焊接載荷步；
[0016] 根據所述預設生成順序定義空程載荷步，所述空程載荷步在對應的焊接載荷步之 后執行。
[0017] 在其中一個實施例中，所述熱結構耦合分析模型中包括熱源模型，所述根據所述 預設生成順序施加熱載荷至所述蜂窩圈區域的步驟包括：
[0018] 根據所述預設生成順序定義與所述蜂窩圈對應的熱載荷；
[0019] 根據所述熱源模型計算所述熱載荷的值；
[0020] 將計算得到的熱載荷的值在所述焊接載荷步對應的載荷步時間內施加到對應的 蜂窩圈區域。
[0021] 在其中一個實施例中，在所述根據所述間隙值對蜂窩圈的生成順序進行優化的步 驟之后，還包括：
[0022] 將所有蜂窩圈按照優化后的生成順序擬合為至少一條曲線。
[0023] 一種優化蜂窩圈生成順序的裝置，所述裝置包括：
[0024] 模型建立模塊，用于建立激光焊接蜂窩夾套的熱結構耦合分析模型，所述激光焊 接蜂窩夾套包括上板和下板，所述上板和下板在經過激光焊接之后分別生成多個蜂窩圈；
[0025] 參數定義模塊，用于根據所述蜂窩圈的預設生成順序定義所述熱結構耦合分析模 型中的參數；
[0026] 間隙值計算模塊，用于根據所述參數進行計算，得到所述蜂窩圈處的上板和下板 在即將焊接時的間隙值；
[0027] 優化模塊，用于根據所述間隙值對蜂窩圈的預設生成順序進行優化，再次利用所 述熱結構耦合分析模型計算所述間隙值，直至優化后的間隙值落入預設范圍內。
[0028] 在其中一個實施例中，所述參數定義模塊包括：
[0029] 分析步定義模塊，用于根據所述蜂窩圈的預設生成順序定義相應的分析步；
[0030] 熱載荷施加模塊，用于根據所述預設生成順序施加熱載荷至所述蜂窩圈區域；
[0031] 連接關系激活模塊，用于根據所述預設生成順序激活蜂窩圈處的上板和下板的連 接關系。
[0032] 在其中一個實施例中，所述分析步包括焊接載荷步和空程載荷步；所述分析步定 乂豐旲塊包括：
[0033] 焊接載荷步定義模塊，用于根據所述預設生成順序定義焊接載荷步；
[0034] 空程載荷步定義模塊，用于根據所述預設生成順序定義空程載荷步，所述空程載 荷步在對應的焊接載荷步之后執行。
[0035] 在其中一個實施例中，所述熱結構親合分析模型中包括熱源模型，所述熱載荷施 加模塊包括：
[0036] 熱載荷定義模塊，用于根據所述預設生成順序定義與所述蜂窩圈對應的熱載荷；
[0037] 熱載荷計算模塊，用于根據所述熱源模型計算所述熱載荷的值；
[0038] 熱載荷施加模塊，用于將計算得到的熱載荷的值在所述焊接載荷步對應的載荷步 時間內施加到對應的蜂窩圈區域。
[0039] 在其中一個實施例中，所述裝置還包括：
[0040] 擬合模塊，用于將所有蜂窩圈按照優化后的生成順序擬合為至少一條曲線。
[0041] 上述優化蜂窩圈生成順序的方法和裝置，建立激光焊接蜂窩夾套的熱結構耦合分 析模型，激光焊接蜂窩夾套包括上板和下板，上板和下板在經過激光焊接之后分別生成多 個蜂窩圈；根據蜂窩圈的預設生成順序定義熱結構耦合分析模型中的參數；根據參數進行 計算，得到蜂窩圈處的上板和下板在即將進行激光焊接時的間隙值；根據間隙值對蜂窩圈 的預設生成順序進行優化，再次利用熱結構耦合分析模型計算間隙值，直至優化后的間隙 值落入預設范圍內。由于激光焊接蜂窩夾套的熱結構耦合分析模型中的參數根據蜂窩圈的 預設生成順序來進行定義，對參數進行計算能夠得到蜂窩圈處的上板和下板在即將焊接時 的間隙值，因此通過對蜂窩夾套生成順序進行多次調整，并通過該熱結構耦合分析模型能 夠多次計算蜂窩圈處的上板和下板在即將焊接時的間隙值，由此實現了省時省力的優化了 激光焊接蜂窩夾套中的蜂窩圈的生成順序，有效減少了實際激光焊接工藝的試制次數。而 且優化后的間隙值能夠落入預設范圍內，進而有效減小了激光焊接蜂窩夾套中的夾套板受 熱膨脹間隙，進一步減少了焊縫強度低、虛焊等缺陷的發生。
【附圖說明】
[0042] 圖1為一個實施例中優化蜂窩圈生成順序方法的流程圖；
[0043]圖2為一個實施例中激光焊接蜂窩夾套的三維幾何模型的示意圖；
[0044] 圖3為一個實施例中三維幾何模型中蜂窩圈的分布不意圖；
[0045] 圖4為一個實施例中不銹鋼彈性模量隨溫度變化曲線圖；
[0046] 圖5為一個實施例中三維幾何模型中網格劃分的不意圖；
[0047] 圖6為一個實施例中三維幾何模型中的固定約束的邊界條件的示意圖；
[0048] 圖7為一個實施例中初始的預設生成順序的示意圖；
[0049] 圖8為一個實施例中編號為53的蜂窩圈在即將焊接時上板和下板位移變形云 圖；
[0050] 圖9為一個實施例中優化后的生成順序示意圖；
[0051] 圖10為一個實施例中優化蜂窩圈生成順序裝置的