[發(fā)明專(zhuān)利]一種保證送絲穩(wěn)定進(jìn)入熔池的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811512378.4
• 申請(qǐng)日: 2018-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109500474B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張勤練;朱笑睿;楊波;吳振中;王英杰;張文博;張強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安航天發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K9/133
• 分類(lèi)號(hào): B23K9/133;B23K9/095;B23K9/10;B23K9/32;B23K37/02
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 武瑩

一種保證送絲穩(wěn)定進(jìn)入熔池的方法和裝置，屬于非熔化極填絲焊接領(lǐng)域，包括電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、送絲速度反饋系統(tǒng)、送絲角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)獲得焊絲與焊接工件之間的電流信號(hào)，并將電流信號(hào)實(shí)時(shí)傳遞給計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，送絲速度反饋系統(tǒng)獲得送絲速度信號(hào)，并將送絲速度信號(hào)實(shí)時(shí)傳遞給計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)電流信號(hào)、電流信號(hào)梯度、送絲速度信號(hào)3個(gè)特征數(shù)據(jù)之間的關(guān)系進(jìn)行判斷，利用送絲角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)自動(dòng)調(diào)整送絲嘴角度，保證送絲頭尖端始終貼合熔池。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)送絲嘴角度自動(dòng)調(diào)節(jié)，防止焊接飛濺及焊絲端頭大滴過(guò)渡形式，保證焊接過(guò)程送絲的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種保證送絲穩(wěn)定進(jìn)入熔池的方法和裝置，適用于非熔化極自動(dòng)填絲焊接技術(shù)領(lǐng)域，能夠保證焊接過(guò)程中送絲端頭與熔池貼合。

背景技術(shù)

在非熔化極自動(dòng)填絲焊接過(guò)程中，焊槍端頭至工件表面的距離一般很難保持恒定，會(huì)存在一定波動(dòng)。這種波動(dòng)是由于工件加工誤差、工件移動(dòng)、焊接過(guò)程熱變形等多種因素導(dǎo)致的。一般地，送絲嘴與焊槍為一整體，焊槍端頭至工件表面距離的波動(dòng)會(huì)極大地影響送絲的穩(wěn)定性，具體表現(xiàn)為送絲端頭與熔池表面不貼合，這會(huì)導(dǎo)致焊接過(guò)程中產(chǎn)生大滴過(guò)渡、焊接飛濺、合金元素?zé)龘p等有害現(xiàn)象，影響焊接過(guò)程穩(wěn)定性和焊縫質(zhì)量。當(dāng)前技術(shù)主要從保證焊槍端頭至工件表面距離恒定方面入手解決送絲不穩(wěn)定問(wèn)題，主要方法有電弧弧壓控制方法和激光跟蹤控制方法等。當(dāng)前技術(shù)雖然能夠解決送絲不穩(wěn)定的問(wèn)題，但其存在明顯不足：弧壓跟蹤控方法裝置外觀尺寸較大，焊接操作靈活性受到限制；激光跟蹤控制方法系統(tǒng)較復(fù)雜，在普通自動(dòng)焊設(shè)備上應(yīng)用較少；由于工件局部存在熱變形，即使焊槍端頭至工件距離恒定，焊絲端頭與熔池也存在不貼合現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種保證送絲穩(wěn)定進(jìn)入熔池的方法和裝置，該方法通過(guò)判定送絲嘴與焊接工件之間電流信號(hào)梯度，實(shí)時(shí)調(diào)控送絲角度，保證送絲端頭與熔池始終貼合，從而克服了當(dāng)前技術(shù)焊接靈活性受限、普通自動(dòng)焊設(shè)備應(yīng)用少、焊絲端頭與熔池表面局部不貼合等缺點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種保證送絲穩(wěn)定進(jìn)入熔池的裝置，包括電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、送絲速度反饋系統(tǒng)、送絲角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，其中：

電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)送絲嘴與焊接工件之間的電流信號(hào)，將電流信號(hào)傳輸給計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；其中，送絲嘴與焊接工件間施加有直流電信號(hào)；

送絲速度反饋系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)送絲嘴的送絲速度，反饋至計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)；

送絲角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)整送絲嘴角度，調(diào)整角度大小由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)電流信號(hào)、電流信號(hào)梯度、送絲速度信號(hào)按設(shè)定模型運(yùn)算確定；

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，接收電流信號(hào)、送絲速度實(shí)時(shí)數(shù)值，根據(jù)外部指令選擇運(yùn)算模型，計(jì)算得到電流梯度，進(jìn)而得到控制信號(hào)并送至送絲角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，完成送絲嘴角度調(diào)整。

所述的送絲嘴與工件之間施加的直流電信號(hào)采用直流電源或者商用熱絲電源，電源電壓220V±10V，電流值0～250A。

所述的電流信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)霍爾傳感器或電源輸出端口檢測(cè)送絲嘴與焊接工件之間的電流信號(hào)，當(dāng)送絲速度≤a mm/min時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)不進(jìn)行送絲嘴角度調(diào)控。

所述的送絲速度＞a mm/min且電流＞b A且電流梯度＜-c A/s時(shí)，送絲角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)啟動(dòng)，每調(diào)節(jié)1次送絲嘴角度增大d°直至電流梯度≥-c A/s。所述的a＝0.3、b＝5、c＝5、d＝0.5。

所述的送絲角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的角度調(diào)節(jié)范圍5～45°。

所述的送絲角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括圓弧形齒條3、帶齒輪微型電機(jī)4、固定支架5、連接裝置6，圓弧形齒條3一端與送絲嘴連接，另一端與固定支架5轉(zhuǎn)軸連接，固定支架5一端與送絲嘴轉(zhuǎn)軸連接，另一端與連接裝置6連接，連接裝置6與焊槍7連接，帶齒輪微型電機(jī)4固定在固定支架5上，能夠帶動(dòng)圓弧形齒條3沿固定支架5上的固定軸周向滑動(dòng)。