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龙图腾网获悉常熟理工学院申请的专利一种环形扫描激光焊接工艺设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119747865B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510070952.9，技术领域涉及：B23K26/21；该发明授权一种环形扫描激光焊接工艺设计方法是由钱龙根;洪智冰;吴渡安设计研发完成，并于2025-01-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种环形扫描激光焊接工艺设计方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种环形扫描激光焊接工艺设计方法，属于环形扫描激光焊接技术领域。该方法通过优化实验设计与仿真计算，解决传统激光焊接装配间隙容忍度差、实验成本高、生产效率低等问题。步骤包括：确定工艺设计参数与水平，选择实验设计类型，确定焊缝成型特征参数，设计实验矩阵，开展工艺基准实验和仿真基准实验，修正仿真模型能量系数，完成剩余实验方案仿真计算，并通过数据分析优化参数组合。相比传统方法，本发明减少实验次数与成本，提高生产效率，具备良好的通用性和适应性，可快速设计焊接工艺参数，适用于不同材料和厚度的薄壁工件焊接应用。

本发明授权一种环形扫描激光焊接工艺设计方法在权利要求书中公布了：1.一种环形扫描激光焊接工艺设计方法，其特征在于，包括如下步骤： 第一步：确定工艺设计参数和水平 根据对焊缝成型有影响的因素确定工艺设计参数和水平； 第二步：选择实验设计类型 根据用户选择的工艺设计参数的数量和复杂度，选择合适的实验设计类型； 第三步：确定响应变量 确定响应变量，所述的响应变量为焊缝成型的特征参数； 第四步：设计实验矩阵 根据第二步中所述的实验设计类型和第一步中所述的工艺设计参数和水平，生成实验矩阵； 第五步：开展工艺基准实验 在所述实验矩阵中，随机选取2~4组实验方案开展用于修正仿真计算模型的工艺基准实验，并获取焊缝成型的特征参数； 第六步：开展仿真基准实验 仿真基准实验过程如下： 1基于工艺基准实验相同的实验方案，进行仿真计算，并获取新的焊缝成型的特征参数； 2修正仿真模型中的能量系数 将工艺基准实验获取的焊缝成型的特征参数与仿真基准实验获取的新的焊缝成型的特征参数进行对比，根据对比结果，对公式2中的能量系数进行修正，使仿真基准实验结果与工艺基准实验结果吻合，最后，对仿真基准实验各组别的修正后的能量系数求取平均值作为最终的能量系数； 第七步：执行实验矩阵中剩余的实验方案 根据实验矩阵中剩余实验方案中的工艺参数和修正后的能量系数，重复第六步中的仿真计算，并记录每个实验方案的响应变量值； 第八步：数据分析和优化 使用统计分析方法分析实验数据，建立工艺设计参数和响应变量的关系模型，基于建立的模型，进行参数优化，找出最优参数组合，完成工艺设计； 其中，第一步中，工艺设计参数包括激光功率、焊接速度、离焦量、激光扫描频率、扫描幅度；水平是指工艺设计参数合理的设计范围，其与材料、激光器和工件厚度有关； 第三步和第五步中，所述的焊缝成型的特征参数包括焊缝熔宽和熔深； 第六步中，新的焊缝成型的特征参数包括焊缝熔宽和熔深； 第六步中，仿真计算的流程如下： 1输入实验方案中的工艺参数； 2计算激光束中心的运动轨迹； 1； 其中，x0和y0为光束起始点坐标，D为扫描幅度，f为扫描频率，vW为焊接速度，t为焊接时间； 3计算工件上的瞬时激光能量分布 2； 其中，η为能量系数，P为激光功率，r0为光斑半径，xt和yt为激光束中心，Δt为时间步长； 4更新工件表面及内部的温度 3； 其中，T代表当前时刻的温度，Tn+1代表下一时刻的温度，f代表对流项更新： 4； 其中，为熔池流动速度，由以下方程得到： 5； 其中，为偏微分算子，为转置运算，为散度算子，为梯度算子，t为焊接时间，为熔池流动速度，ρ、μ分别为材料的密度和粘度，p为熔池压力，为内力源； f代表扩散项更新： 6； 其中，ρ为材料的密度，C为材料的比热容，λ为材料热导率； fS代表源项更新： 7； 5提取新的焊缝成型的特征参数 根据材料熔点的等温线，提取新的焊缝成型特征参数。

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