[發(fā)明專利]冷絲埋弧焊接方法及裝置和控制系統(tǒng)及控制方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710017708.8
• 申請(qǐng)日: 2007-04-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101058126A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鵬賢;張瑾;馬躍洲;陳劍虹;梁衛(wèi)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K9/18
• 分類號(hào): B23K9/18;B23K9/133;B23K9/12;B23K9/10;B23K9/095
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 董斌

1、冷絲埋弧焊接方法，以燃弧焊絲與被焊工件間產(chǎn)生的電弧為熱源，其特征是采用一根不通電、不加熱的填充冷絲插入過(guò)熱的熔池中，作為焊縫填充金屬，冷絲的填充位置在相對(duì)焊接前進(jìn)方向上位于電弧中心后方的高溫熔池中心部位，在焊接過(guò)程完成前，首先停止冷絲送進(jìn)，然后再熄滅燃弧焊絲，結(jié)束整個(gè)焊接過(guò)程。

2、實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的冷絲埋弧焊接裝置，固定安裝在常規(guī)的焊接小車上，由冷絲填充機(jī)構(gòu)、燃弧焊絲送絲機(jī)構(gòu)組成，其特征在于燃弧焊絲送絲機(jī)構(gòu)中的燃弧焊絲(5)由兩對(duì)由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一送絲輪(4)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)由固定套筒(2)、安裝在固定套筒(2)下端的導(dǎo)電嘴(1)送入焊接熔池；冷絲填充機(jī)構(gòu)由冷絲調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和冷絲送絲機(jī)構(gòu)組成，冷絲調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由定位套筒(7)、定位板(9)、轉(zhuǎn)動(dòng)副(8)、緊定螺帽(11)組成，冷絲送絲機(jī)構(gòu)由兩對(duì)第二送絲輪(4′)及直流電機(jī)組成，冷絲(6)由第二送絲輪(4′)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)由定位套筒(7)中的蛇形軟管和定位嘴(12)伸出，定位套筒(7)以轉(zhuǎn)動(dòng)副(8)為軸在定位板(9)上的滑道(10)上作圓周滑動(dòng)，定位板(9)安裝在固定套筒(2)上，固定套筒(2)的軸心線垂直于水平面，定位套筒(7)與固定套筒(2)的軸心線的夾角小于90°。

3、控制權(quán)利要求2所述裝置、實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的冷絲埋弧焊接控制系統(tǒng)，其冷絲填充機(jī)構(gòu)的送絲驅(qū)動(dòng)采用直流伺服電機(jī)，通過(guò)雙向晶閘管BTA41調(diào)節(jié)電樞電壓，同步信號(hào)SY1由光電耦合器TLP521從交流輸入電壓獲取，接至第二子系統(tǒng)(II)中82C54的GATE端，其特征在于該控制系統(tǒng)由采用相同80C196KB單片機(jī)的第一子系統(tǒng)(I)和第二子系統(tǒng)(II)組成，第一子系統(tǒng)(I)和第二子系統(tǒng)(II)通過(guò)80C196KB的RXD、TXD接口串行通訊交換數(shù)據(jù)，單片機(jī)外部總線8位，采用一片74HC373作為地址鎖存器，一片27C64為程序存儲(chǔ)器，采用十六位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器82C54產(chǎn)生同步觸發(fā)脈沖；第一子系統(tǒng)(I)通過(guò)擴(kuò)展2片82C54，為電源主電路晶閘管和燃弧焊絲調(diào)速電路晶閘管提供4路觸發(fā)脈沖，實(shí)現(xiàn)電源靜特性及燃弧焊絲速度實(shí)時(shí)控制；第二子系統(tǒng)(II)采用1片82C54提供2路觸發(fā)脈沖，通過(guò)對(duì)焊接小車，或滾輪架，或操作機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速電路和填送絲直流伺服電機(jī)的調(diào)速電路中晶閘管觸發(fā)角進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接速度和填充冷絲速度閉環(huán)控制。

4、控制權(quán)利要求2所述裝置、實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的冷絲埋弧焊接控制系統(tǒng)采用的控制方法，其步驟為：

(1)預(yù)置燃弧焊絲的焊接電流I、焊接電壓U和焊接速度Vh的值，獲得對(duì)應(yīng)與預(yù)置的規(guī)范參數(shù)的冷絲填充速度VI的值；

(2)確定冷絲插入位置，冷絲的填充位置在相對(duì)焊接前進(jìn)方向上位于電弧中心后方的高溫熔池中心；

(3)燃弧焊絲引弧，形成熔池；

(4)實(shí)時(shí)采集的焊接電流(I)、電弧電壓(U)，確定熔池長(zhǎng)度閾值Lg，

Lg＝P2UI，當(dāng)熔池長(zhǎng)度L＞Lg時(shí)，以給定速度開(kāi)始送進(jìn)冷絲，當(dāng)焊接停止時(shí)，首先停止冷絲的送進(jìn)，然后停止燃弧焊絲送進(jìn)，通過(guò)延時(shí)和特性衰減使電弧返燒，燃弧焊絲熄滅，整個(gè)焊接過(guò)程結(jié)束。