优化蜂窝圈生成顺序的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及激光焊接技术领域，特别是涉及一种优化蜂窝圈生成顺序的方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 激光焊接蜂窝夹套的制造工艺与传统的模压式蜂窝夹套的制造工艺相比，具有诸 多优点，例如：夹套板不需要压制、冲孔等预成型工艺；焊接速度快、焊接深度深、焊接变形 小、热影响区小，焊缝质量高；其数控焊接设备能保证焊缝质量的稳定性、提高效率。
[0003] 激光焊接蜂窝夹套的制造工艺有两个主要的步骤：（1)激光焊接生成蜂窝圈；（2) 压力鼓胀。其中激光焊接生成的蜂窝圈的质量直接影响后期鼓胀成型的效果。在蜂窝圈的 激光焊接过程中，易出现个别蜂窝圈焊缝焊接强度低，甚至出现虚焊的情况。进一步结合激 光焊接机床的特性研宄得出，虚焊主要是由于在激光焊接过程中，蜂窝夹套的夹套板受热 膨胀变形使得上下板间隙增加、偏离激光焦点位置过大引起的。但是一般而言，当蜂窝夹套 对应的目标产品的规格和性能确定时，激光功率、焊接速度、蜂窝尺寸、蜂窝夹套尺寸等均 不可随意改变。因此，对于夹套板受热膨胀变形使得上板和下板间隙增加的问题，通常采用 调整蜂窝圈生成顺序的方法。然而蜂窝圈的个数较多，有时达到几十甚至上百个，如何优化 蜂窝圈的生成顺序成为了一项费时费力的工作。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种省时省力的优化蜂窝圈的生成顺序 进而使得激光焊接蜂窝夹套中的夹套板受热膨胀间隙能够有效减小的优化蜂窝圈生成顺 序的方法和装置。
[0005] 一种优化蜂窝圈生成顺序的方法，所述方法包括：
[0006] 建立激光焊接蜂窝夹套的热结构耦合分析模型，所述激光焊接蜂窝夹套包括上板 和下板，所述上板和下板在经过激光焊接之后分别生成多个蜂窝圈；
[0007] 根据所述蜂窝圈的预设生成顺序定义所述热结构耦合分析模型中的参数；
[0008] 根据所述参数进行计算，得到所述蜂窝圈处的上板和下板在即将焊接时的间隙 值；
[0009] 根据所述间隙值对蜂窝圈的预设生成顺序进行优化，再次利用所述热结构耦合分 析模型计算所述间隙值，直至优化后的间隙值落入预设范围内。
[0010] 在其中一个实施例中，所述根据所述蜂窝圈的预设生成顺序定义所述热结构耦合 分析模型中的参数的步骤包括：
[0011] 根据所述蜂窝圈的预设生成顺序定义相应的分析步；
[0012] 根据所述预设生成顺序施加热载荷至所述蜂窝圈区域；
[0013] 根据所述预设生成顺序激活蜂窝圈处的上板和下板的连接关系。
[0014] 在其中一个实施例中，所述分析步包括焊接载荷步和空程载荷步；所述根据所述 蜂窝圈的预设生成顺序定义相应的分析步的步骤包括：
[0015] 根据所述预设生成顺序定义焊接载荷步；
[0016] 根据所述预设生成顺序定义空程载荷步，所述空程载荷步在对应的焊接载荷步之 后执行。
[0017] 在其中一个实施例中，所述热结构耦合分析模型中包括热源模型，所述根据所述 预设生成顺序施加热载荷至所述蜂窝圈区域的步骤包括：
[0018] 根据所述预设生成顺序定义与所述蜂窝圈对应的热载荷；
[0019] 根据所述热源模型计算所述热载荷的值；
[0020] 将计算得到的热载荷的值在所述焊接载荷步对应的载荷步时间内施加到对应的 蜂窝圈区域。
[0021] 在其中一个实施例中，在所述根据所述间隙值对蜂窝圈的生成顺序进行优化的步 骤之后，还包括：
[0022] 将所有蜂窝圈按照优化后的生成顺序拟合为至少一条曲线。
[0023] 一种优化蜂窝圈生成顺序的装置，所述装置包括：
[0024] 模型建立模块，用于建立激光焊接蜂窝夹套的热结构耦合分析模型，所述激光焊 接蜂窝夹套包括上板和下板，所述上板和下板在经过激光焊接之后分别生成多个蜂窝圈；
[0025] 参数定义模块，用于根据所述蜂窝圈的预设生成顺序定义所述热结构耦合分析模 型中的参数；
[0026] 间隙值计算模块，用于根据所述参数进行计算，得到所述蜂窝圈处的上板和下板 在即将焊接时的间隙值；
[0027] 优化模块，用于根据所述间隙值对蜂窝圈的预设生成顺序进行优化，再次利用所 述热结构耦合分析模型计算所述间隙值，直至优化后的间隙值落入预设范围内。
[0028] 在其中一个实施例中，所述参数定义模块包括：
[0029] 分析步定义模块，用于根据所述蜂窝圈的预设生成顺序定义相应的分析步；
[0030] 热载荷施加模块，用于根据所述预设生成顺序施加热载荷至所述蜂窝圈区域；
[0031] 连接关系激活模块，用于根据所述预设生成顺序激活蜂窝圈处的上板和下板的连 接关系。
[0032] 在其中一个实施例中，所述分析步包括焊接载荷步和空程载荷步；所述分析步定 乂丰旲块包括：
[0033] 焊接载荷步定义模块，用于根据所述预设生成顺序定义焊接载荷步；
[0034] 空程载荷步定义模块，用于根据所述预设生成顺序定义空程载荷步，所述空程载 荷步在对应的焊接载荷步之后执行。
[0035] 在其中一个实施例中，所述热结构親合分析模型中包括热源模型，所述热载荷施 加模块包括：
[0036] 热载荷定义模块，用于根据所述预设生成顺序定义与所述蜂窝圈对应的热载荷；
[0037] 热载荷计算模块，用于根据所述热源模型计算所述热载荷的值；
[0038] 热载荷施加模块，用于将计算得到的热载荷的值在所述焊接载荷步对应的载荷步 时间内施加到对应的蜂窝圈区域。
[0039] 在其中一个实施例中，所述装置还包括：
[0040] 拟合模块，用于将所有蜂窝圈按照优化后的生成顺序拟合为至少一条曲线。
[0041] 上述优化蜂窝圈生成顺序的方法和装置，建立激光焊接蜂窝夹套的热结构耦合分 析模型，激光焊接蜂窝夹套包括上板和下板，上板和下板在经过激光焊接之后分别生成多 个蜂窝圈；根据蜂窝圈的预设生成顺序定义热结构耦合分析模型中的参数；根据参数进行 计算，得到蜂窝圈处的上板和下板在即将进行激光焊接时的间隙值；根据间隙值对蜂窝圈 的预设生成顺序进行优化，再次利用热结构耦合分析模型计算间隙值，直至优化后的间隙 值落入预设范围内。由于激光焊接蜂窝夹套的热结构耦合分析模型中的参数根据蜂窝圈的 预设生成顺序来进行定义，对参数进行计算能够得到蜂窝圈处的上板和下板在即将焊接时 的间隙值，因此通过对蜂窝夹套生成顺序进行多次调整，并通过该热结构耦合分析模型能 够多次计算蜂窝圈处的上板和下板在即将焊接时的间隙值，由此实现了省时省力的优化了 激光焊接蜂窝夹套中的蜂窝圈的生成顺序，有效减少了实际激光焊接工艺的试制次数。而 且优化后的间隙值能够落入预设范围内，进而有效减小了激光焊接蜂窝夹套中的夹套板受 热膨胀间隙，进一步减少了焊缝强度低、虚焊等缺陷的发生。
【附图说明】
[0042] 图1为一个实施例中优化蜂窝圈生成顺序方法的流程图；
[0043]图2为一个实施例中激光焊接蜂窝夹套的三维几何模型的示意图；
[0044] 图3为一个实施例中三维几何模型中蜂窝圈的分布不意图；
[0045] 图4为一个实施例中不锈钢弹性模量随温度变化曲线图；
[0046] 图5为一个实施例中三维几何模型中网格划分的不意图；
[0047] 图6为一个实施例中三维几何模型中的固定约束的边界条件的示意图；
[0048] 图7为一个实施例中初始的预设生成顺序的示意图；
[0049] 图8为一个实施例中编号为53的蜂窝圈在即将焊接时上板和下板位移变形云 图；
[0050] 图9为一个实施例中优化后的生成顺序示意图；
[0051] 图10为一个实施例中优化蜂窝圈生成顺序装置的