本发明属于异种合金激光焊接，具体涉及一种面向异种难焊材料的焊接成分设计装置及粉量配比需求判别自适应调控方法。
背景技术：
1、随着产业结构的优化升级，单一材料的结构构件已无法满足现代化产业发展的需求，异种金属复合材料结构因其低成本、轻量化、高性能等优点而备受关注。而两种异种金属之间的热物性参数差异较大，且易在界面处生成大量脆性金属间化合物，难以采用传统焊接方式实现高质量连接。因此，如何实现异种结构的高强度连接成为了推广异种金属复合材料应用所面临的难题之一。
2、针对以上问题，2019年授权的cn 109570763 b记录了一种异种金属激光摆动方法及异种金属焊接设备，采用了摆动激光辅以一定偏移量的方式实现了异种金属的连接，但无法连接两种热物性参数过大或易产生脆性金属间化合物的异种金属。2023年授权的cn113001024b记录了一种异种材料的激光焊接方法，采用了预制中间层的方式实现了异种材料之间的稳定连接，但受制于激光功率，难以实现中厚板异种金属复合材料的高效高质量连接。
3、为此，我们提出制备一种面向异种难焊材料的焊接成分设计装置及粉量配比需求判别自适应调控方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是：提供一种面向异种难焊材料的焊接成分设计装置及粉量配比需求判别自适应调控方法。
2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种面向异种难焊材料的焊接成分设计装置及粉量配比需求判别自适应调控方法，包括多粉同轴铺粉系统，用于向焊件表面输送焊缝强化粉末，根据焊缝间隙以及实际送粉需求，控制相应送粉压缩通道得到启停；
4、超快激光焊接系统，用于实现焊缝强化粉末与异种难焊材料的连接；
5、粉量配比自适应调控系统，用于实现对焊接熔池的实时检测，并基于焊接情况对多粉同轴铺粉系统进行自适应调控；
6、保护气系统，用于提供焊接所需的保护气氛围；
7、及工件。
8、进一步的，所述工件厚度范围为2.0mm～8.0mm，左右两板材材料可不一致，工件为钢、铝合金或钛合金。
9、进一步的，所述多粉同轴铺粉系统包括多粉同轴铺粉头、混粉机一、混粉机二、混粉机三、混粉机四、混粉机五，
10、所述多粉同轴铺粉头包括送粉压缩通道一、送粉压缩通道二、送粉压缩通道三、送粉压缩通道四、送粉压缩通道五，
11、各所述送粉压缩通道与各所述混粉机相连，各所述送粉压缩通道延伸至所述多粉同轴铺粉系统的尾部端面处与外界环境连通形成出粉口，且所述送粉压缩通道的尾部宽度逐步变窄，输送由混粉机混合的焊缝强化粉末，各送粉压缩通道位于同一平面内。
12、进一步的，所述超快激光焊接系统包括超快激光振镜、超快激光器，所述超快激光振镜的扫描形式为垂直与焊缝方向往复摆动，所述超快激光振镜输出的激光束倾斜辐照于待焊区域，与多粉同轴铺粉头之间的夹角为α。
13、进一步的，所述α的调节范围为10°～60°。
14、进一步的，所述超快激光振镜重复频率不低于20khz，激光功率不低于8w，扫描速度不低于100mm/s。
15、进一步的，所述粉量配比自适应调控系统包括超快激光焊接监测装置、信号总线与多粉协同调控系统，
16、所述超快激光焊接监测装置用于在焊前获取焊缝间隙并监测焊接过程温度场及熔池形貌，同时可在单层焊接结束后对该焊缝进行再次扫描，确认单层焊缝内未出现明显的成形缺陷，所述多粉协同调控系统将所述超快激光焊接监测装置检测的相关信号进行图像处理，并依据焊缝间隙确定最优工艺参数以及粉末配比，若当层焊缝存在明显缺陷，则对缺陷进行图像识别，并针对缺陷特征进行缺陷判断与信号转换，获取最优的补焊参数、粉末配比及总量，通过所述信号总线将信号输送至多粉同轴铺粉系统、超快激光焊接系统、保护气系统。
17、进一步的，所述保护气系统包括保护气管和保护气瓶，所述保护气管位于用于焊接工件的待焊区域后侧，保护气管与工件之间的夹角为β，β的调节范围为30°～60°，保护气流量应大于20l/min，焊接过程结束后，开启保护气系统去除焊缝表面残留粉末。
18、本发明的另一目的在于提供一种面向异种难焊材料的焊接成分设计装置的粉量配比需求判别自适应调控方法，包括如下步骤：
19、s1、获取待焊工件的坡口形状、尺寸及工件厚度，求解最优多粉同轴铺粉焊接层数、不同间隙下各送粉压缩通道的初始送粉量及粉料配比、超快激光焊接工艺参数；
20、s2、通过信号总线将上述参数输送至多粉同轴铺粉系统、超快激光焊接系统、保护气系统，开始焊接；
21、s3、单层焊接结束后，超快激光焊接监测装置将焊接过程温度场、熔池形貌及焊后焊缝间隙信息输送至多粉协同调控系统，若存在尺寸较大的焊接缺陷，则针对该区域进行定点修补；
22、s4、当焊接间隙达到某一定值时，调整送粉机内粉料配比并启动其余送粉通道，保证异种焊接接头焊接间隙内的材料均质过渡。
23、进一步的，所述令一侧工件所需粉料含量为a，另一侧工件所需粉料含量为b，自左至右送粉压缩通道分别命名为a1，a2，a3，a4，a5；
24、④若焊缝间隙尺寸为0-1mm时，仅启用a3通道送粉，粉料配比默认采用a：b＝1：1，并根据焊接材料的不同，适量掺杂中间层粉末或焊缝强化粉末；
25、⑤若焊缝间隙尺寸为1-3mm时，启用a2，a3，a4通道送粉，a3通道粉料配比默认为a：b＝1：1，a2通道a粉料配比范围为60％-80％，b粉料配比范围为20％-40％，a4通道a粉料配比范围为20％-40％，b粉料配比范围为60％-80％；
26、若焊缝间隙尺寸大于3mm，启用所有送粉压缩通道，a3通道粉料配比默认为a：b＝1：1，a1通道a粉料配比范围为70％-100％，b粉料配比范围为0％-30％，a2通道a粉料配比范围为50％-80％，b粉料配比范围为20％-50％，a4通道a粉料配比范围为20％-50％，b粉料配比范围为50％-80％，a5通道a粉料配比范围为0％-30％，b粉料配比范围为70％-100％。
27、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
28、本发明将多个送粉压缩通道复合至一个铺粉口内，并采用可自适应调控的粉量配比自适应调控系统基于焊接间隙以及两侧母材对焊接过程进行实时调整，从而达到焊接质量提升的目的。
1.一种面向异种难焊材料的焊接成分设计装置，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的面向异种难焊材料的焊接成分设计装置，其特征在于，所述，
3.根据权利要求1所述的面向异种难焊材料的焊接成分设计装置，其特征在于：所述超快激光焊接系统(2)包括超快激光振镜(21)、超快激光器(22)，所述超快激光振镜(21)的扫描形式为垂直与焊缝方向往复摆动，所述超快激光振镜(21)输出的激光束倾斜辐照于待焊区域，与多粉同轴铺粉头(10)之间的夹角为α。
4.根据权利要求3所述的面向异种难焊材料的焊接成分设计装置，其特征在于：所述α的调节范围为10°～60°。
5.根据权利要求1所述的面向异种难焊材料的焊接成分设计装置，其特征在于：所述粉量配比自适应调控系统(3)包括超快激光焊接监测装置(31)、信号总线(32)与多粉协同调控系统(33)，
6.根据权利要求1所述的面向异种难焊材料的焊接成分设计装置，其特征在于：所述保护气系统(4)包括保护气管(41)和保护气瓶(42)，所述保护气管(41)位于用于焊接工件(5)的待焊区域后侧，保护气管(41)与工件(5)之间的夹角为β，β的调节范围为30°～60°，保护气流量应大于20l/min，焊接过程结束后，开启保护气系统(4)去除焊缝表面残留粉末。
7.一种如权利要求1-6任意一项所述的面向异种难焊材料的焊接成分设计装置的粉量配比需求判别自适应调控方法，其特征在于：包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的面向异种难焊材料的焊接成分设计装置的粉量配比需求判别自适应调控方法，其特征在于：令一侧工件所需粉料含量为a，另一侧工件所需粉料含量为b，自左至右送粉压缩通道分别命名为a1，a2，a3，a4，a5；
