[發明專利]一種管道焊接參數確定方法、系統及存儲介質

在審

• 申請號: 201910345107.2
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110026652A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發明（設計）人: 劉海生;王友;王中任;劉德政;肖光潤
• 申請（專利權）人: 湖北文理學院
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095;B23K9/16
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種管道焊接工藝參數確定方法，包括確定管道坡口幾何參數；預設單層焊道的厚度，確定焊道層數；確定焊接小車爬速與管道直徑、焊道高度、送絲速度、焊絲直徑和坡口尺寸之間的關系建立焊接模型，根據焊接模型得到匹配后的每層焊道對應的焊接電流、擺幅和小車爬速；在每層焊道對應的焊接電流、擺幅和小車爬速確定的基礎上采用焊接測試確定焊槍擺速和雙邊延時。該方法通過建立管道焊接過程數學模型，采用理論分析和實驗相結合的方法實現管道焊接工藝參數規劃和優化，達到采用科學方法實現焊接工藝參數匹配的目的。

技術領域

本發明屬于管道焊接技術領域，尤其涉及一種管道焊接參數確定方法、系統及存儲介質。

背景技術

隨著石油化工及天然氣行業的快速發展，對管道焊接的自動化要求日益提高。管道焊接涉及平、仰、立焊，對工人操作技能要求較高，勞動強度大，且不利于獲取穩定的焊縫質量。因此，開展管道自動焊接裝備與工藝研究具有重大學術價值和應用前景。

管道焊接設備的運動形式主要包含有軌式和磁輪式。有軌式焊接設備通過在管道上鋪設圓形導軌以支撐焊接小車的周向運動，實際使用過程中，由于管徑大小不一，需要根據管徑更換不同的導軌。此外，由于增加了導軌鋪設過程，在一定程度上降低了生產效率。在使用磁輪式焊接設備時，通過永磁車輪直接將焊接小車吸附于管道之上，操作便捷，且對管徑的適應性強，因此其應用更為普遍。

目前，磁輪式管道焊接設備已初步應用于工程實際，并取得了一些成效。然而，由于管道焊接涉及工藝參數眾多，通常采用試錯法進行匹配，存在周期長、效率低、成本高、對操作者技術要求高，且具有盲目性等問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種管道焊接參數確定方法，能夠實現管道焊接工藝參數匹配和優化。

本發明所要解決的技術問題是通過以下技術方案實現的：

第一方面，提供了一種管道焊接參數確定方法，包括：

確定管道坡口幾何參數；

預設單層焊道的厚度，確定焊道層數；

確定焊接小車爬速與管道直徑、焊道高度、送絲速度、焊絲直徑和坡口尺寸之間的關系建立焊接模型，根據焊接模型得到匹配后的每層焊道對應的焊接電流、擺幅和小車爬速；

在每層焊道對應的焊接電流、擺幅和小車爬速確定的基礎上采用焊接測試確定焊槍擺速和雙邊延時。

結合第一方面，進一步的，確定焊接小車爬速與管道直徑、焊道高度、送絲速度、焊絲直徑和坡口尺寸之間的關系建立焊接模型，根據焊接模型得到匹配后的每層焊道對應的焊接電流、擺幅和小車爬速具體為：

1)計算熔化前的焊絲體積V_wire＝v_wiret*πd²/4 (1)

其中，小車爬行時間t＝πD/v_v (2)

2)計算熔覆后的焊道體積V_groove＝(a+h tanα)h*π(D-2H+h) (3)；

3)計算填充后的焊道寬度b＝a+2h tanα (4)；

4)根據預設焊接電流得到送絲速度；

5)根據焊絲熔前熔后體積相等原則再聯立式(1)-(4)可得小車爬速：

6)計算焊槍擺幅和焊接之后的焊道底層寬度，其中，擺幅s＝a+h tanα；焊接之后的焊道底層寬度b＝a+2h tanα