[發明專利]一種塑料管道電熔焊接過焊缺陷的自動診斷方法

在審

• 申請號: 201910101910.1
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109605757A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 徐磊
• 申請（專利權）人: 諸暨市逍遙管道科技有限公司
• 主分類號: B29C65/02
• 分類號: B29C65/02
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發明涉及塑料管件焊接技術，旨在提供一種塑料管道電熔焊接過焊缺陷的自動診斷方法。包括：實時測量電熔管件兩端的電壓值和通過電熔管件的電流值；計算焊接過程中電阻絲的實時電阻值；根據電熔管件的設計參數或超聲掃查結果，已知該批次電熔管件中的電阻絲線圈的布線圈數為N；如果實時檢測的電阻值突然減小1/N的整數倍隨后又呈線性逐漸增大，表明電阻絲發生了局部線圈短路，判定電熔焊接過程發生過焊。本發明針對電熔焊接常見的過焊缺陷，能夠判斷因焊接電阻絲局部短路造成焊接電阻減小，從而使焊接功率增大造成的過焊缺陷；只需增加簡單的計算模塊，可基于現有電熔焊機而實現；或通過網絡上傳數據，實現在服務器或云端的計算與數據管理。

技術領域

本發明涉及塑料管道焊接技術，特別涉及一種塑料管道電熔焊接過焊缺陷的自動診斷方法。

背景技術

塑料管道與傳統金屬管道相比具有耐腐蝕、壽命長、絕緣性好、便于運輸等顯著優點，廣泛應用于城市管網。塑料的連接方式主要有電熔焊接、熱熔焊接和機械連接。其中電熔焊接以其操作簡單易于掌握、可用于連接不同材質的管材、自動化程度較高而受人為因素和外界環境影響較小等優點，廣泛應用于各種場合。

電熔焊接又稱作電阻植入焊，其焊接過程可分為四個基本階段。首先是準備階段，需要刮除管材表面的氧化皮和臟物，以保證焊接表面清潔。其次是定位階段，用電熔套筒把兩根管材連接到一起，使管材外表面與套筒內表面相互接觸。第三是焊接階段，通過給套筒內壁的電阻絲通電使電阻絲發熱熔化聚乙烯材料，塑料熔化形成密閉壓力熔池，管材外壁與套筒內壁熔合在一起。最后是保持階段，靜置套筒和管材直到完全冷卻，冷卻后形成具有一定機械強度的電熔接頭。

冷焊和過焊缺陷是常見的由焊接工藝不合理造成的缺陷。如果焊接界面溫度過低或者沒有在熔融溫度以上持續足夠長的時間，會產生冷焊缺陷，含冷焊缺陷的電熔接頭在服役過程中可能會發生沿熔合面發生貫穿裂紋擴展失效；如果焊接輸入熱量過多，可能會使電熔接頭內部的聚乙烯因溫度過高而發生裂解，產生過焊缺陷。關于冷焊與過焊的成因及其對內部溫度場的影響，已有系統的文獻研究和報道。同時，關于冷焊與過焊的無損檢測方法也一直是學者研究和關注的熱點。關于冷焊的檢測與判定，也已有較為成熟的方法能夠實現。然而無損檢測一方面設備成本較高，目前能夠配套相應檢測設備的仍然僅限于研究機構或核電站工程的重要塑料管道的電熔管件；另一方面，無損檢測對檢測人員或設備操作人員的要求高，也限制了其大范圍推廣應用。

為此，有學者希望通過電熔焊機來實現電熔焊接過程冷焊與過焊的控制，如鄭津洋等提出，對于某一規格的電熔套筒，只要給定需要的焊接輸入熱量，電熔焊機就可以自動確定合理的焊接工藝。目標是確定電熔接頭能獲得足夠的焊接輸入熱量的前提下，不會發生冷焊和過焊缺陷。然而這一技術是通過計算整個焊接過程的熱量來進行冷焊與過焊判斷的，這一方法的實現需要特定的智能焊機系統的配合，無法在普通焊機上簡易實現。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術中的不足，提出一種塑料管道電熔焊接過焊缺陷的自動診斷方法。

為解決技術問題，本發明采用的解決方案是：

提供一種塑料管道電熔焊接過焊缺陷的自動診斷方法，是在塑料管道電熔焊接過程中對電阻絲的電阻值變化情況進行實時監測，包括：

(1)實時測量電熔管件兩端的電壓值U和通過電熔管件的電流值I；

(2)根據下式計算焊接過程中電阻絲的實時電阻值R：

(3)根據電熔管件的設計參數或超聲掃查結果，已知該批次電熔管件中的電阻絲線圈的布線圈數為N；如果實時檢測的電阻值突然減小1/N的整數倍隨后又呈線性逐漸增大，表明電阻絲發生了局部線圈短路，判定電熔焊接過程發生過焊。

本發明中，如果在焊接過程中出現多次電阻值跳變式減小，且每次都減小原電阻值的1/N的整數倍，則表明在電阻絲中有多個線圈發生短路。