[發(fā)明專(zhuān)利]一種大熔深大深寬比穿孔等離子弧焊接裝置及焊接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811534438.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109483031B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈傳寶;于長(zhǎng)海;張金衡;李云;武傳松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B23K10/02
• 分類(lèi)號(hào): B23K10/02
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王楠

1.一種大熔深大深寬比穿孔等離子弧焊接裝置，其特征在于，包括焊槍?zhuān)笜尪瞬堪ㄦu極，鎢極外側(cè)套設(shè)有瓷套，瓷套外側(cè)套設(shè)有水冷銅噴嘴，水冷銅噴嘴外側(cè)套設(shè)有氣罩，水冷銅噴嘴與氣罩之間通入保護(hù)氣；

瓷套的外表面設(shè)有螺旋導(dǎo)流槽，瓷套與水冷銅噴嘴之間通入離子氣，離子氣經(jīng)由水冷銅噴嘴內(nèi)壁和導(dǎo)流槽之間，離子氣由水冷銅噴嘴出口流出，離子氣在水冷銅噴嘴的下腔體部位形成渦流；水冷銅噴嘴的下腔體容積小于上腔體的容積，下腔體的內(nèi)壁為流線型內(nèi)壁；

瓷套外表面導(dǎo)流槽為圓弧型凹槽，導(dǎo)流槽的圓弧尺寸為R0.5-R5.0，單位毫米；導(dǎo)流槽的個(gè)數(shù)為3-15個(gè)，導(dǎo)流槽的圈數(shù)為1-10圈；

所述的離子氣中通入氦氣，通入氦氣的占比比例為0％-25％；

水冷銅噴嘴的下腔體的內(nèi)壁線為圓弧形，水冷銅噴嘴的下腔體內(nèi)壁的圓弧尺寸為R3-R50，單位毫米。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大熔深大深寬比穿孔等離子弧焊接裝置，其特征在于，導(dǎo)流槽個(gè)數(shù)為4個(gè)，圈數(shù)為3圈，圓弧尺寸為R1.4，單位毫米。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大熔深大深寬比穿孔等離子弧焊接裝置，其特征在于，所述焊接裝置還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)與焊槍相連，控制系統(tǒng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)，閉環(huán)控制系統(tǒng)包括檢測(cè)部分和控制部分，檢測(cè)部分包括霍爾傳感器、工業(yè)CCD相機(jī)、光譜儀和高精度麥克風(fēng)；

控制部分為PID控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制或人工智能控制中的一種。

4.一種利用上述權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述大熔深大深寬比穿孔等離子弧焊接裝置的焊接方法，包括步驟如下：

將焊槍置于待焊工件上方，設(shè)定焊槍操作參數(shù)；焊接電流50–500A，離子氣流量為1-6L/min，保護(hù)氣流量為5-20L/min，焊接速度為70–500mm/min，焊槍高度為3-10mm，鎢極直徑2-6mm，鎢極內(nèi)縮量為1mm-3mm；對(duì)待焊工件進(jìn)行焊接；

利用閉環(huán)控制系統(tǒng)對(duì)焊接過(guò)程進(jìn)行檢測(cè)和控制，利用閉環(huán)控制系統(tǒng)的霍爾傳感器、工業(yè)CCD相機(jī)和高精度麥克風(fēng)組件采集信號(hào)源，所述信號(hào)源包括電信號(hào)、視覺(jué)信號(hào)、聲信號(hào)，電信號(hào)包括尾焰電壓、焊接電流、電弧電壓，視覺(jué)信號(hào)包括小孔直徑、熔池形態(tài)，聲信號(hào)包括背面聲頻、正面音頻；

控制部分根據(jù)檢測(cè)部分的結(jié)果，在線調(diào)節(jié)焊接參數(shù)。