[發(fā)明專利]一種焊接系統(tǒng)及快速形成熔孔的方法

有效

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• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111515497B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 高進強;曹玉;燕旭;李傳宗
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095;B23K9/10;B23K9/12;B23K9/32
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發(fā)明公開了一種焊接系統(tǒng)及快速形成熔孔的方法，它解決了現(xiàn)有技術中自動焊無法保證起焊時熔孔快速形成的問題，具有能夠?qū)崿F(xiàn)自動化作業(yè)，充分保證熔孔快速形成，提高焊縫質(zhì)量的有益效果，其方案如下：一種焊接系統(tǒng)，包括焊接裝置，焊接裝置包括送絲單元和施焊單元，施焊單元、送絲單元分別與控制單元單獨連接，控制單元和用于判定熔孔是否形成的視覺檢測單元連接，視覺檢測單元朝向被焊對象設置。

技術領域

本發(fā)明涉及焊接領域，特別是涉及一種焊接系統(tǒng)及快速形成熔孔的方法。

背景技術

在針對高壓容器、石油管道等重要管件時，目前打底焊存在自動焊和手工焊的方法，但依舊以手工鎢極氬弧焊、電弧焊為主。隨著焊接自動化的發(fā)展，打底焊的自動化成為焊接領域的重點和難點。而在打底焊中，關鍵環(huán)節(jié)為熔孔的形成，例如，鎢極產(chǎn)生高溫電弧，該高溫電弧熔化工件的根部坡口形成熔孔，一邊通過調(diào)整工藝參數(shù)維持熔孔穩(wěn)定一邊移動。手工焊中，焊工通過手動操作即可實現(xiàn)熔孔，熔孔是電弧充分熔化根部間隙的兩側(cè)坡口，在熔池前端形成一個寬度略大于根部間隙的半開放性孔洞，它的存在有利于打底焊的熔透情況。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過手工在焊接中形成熔孔，主要依賴人工的經(jīng)驗程度，若人工經(jīng)驗受限，則所形成的熔孔達不到焊透的目的，自然無法保證被焊對象的焊接質(zhì)量，而在自動焊中，熔孔的形成主要依賴于初始焊接工藝參數(shù)自然形成，但初始焊接工藝參數(shù)是固定設置的，并不能保證形成熔孔；即使會形成熔孔，因形成熔孔的位置不能確定，熔孔形成需要一定的時間，形成熔孔時焊接過程已經(jīng)持續(xù)較長時間，從點固焊區(qū)域至熔孔形成位置，這段焊縫的熔透情況無法得到保證。

發(fā)明內(nèi)容

第一方面，為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種焊接系統(tǒng)，可替代人工，能夠在自動焊中快速形成熔孔，保證焊縫的熔透情況，有利于獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫，提升整條焊縫的焊接質(zhì)量。

第二方面，本發(fā)明提供了一種快速形成熔孔的方法，能夠在離開點固焊區(qū)域后快速形成熔孔，而且有效保證了熔孔高質(zhì)形成后，再進行后續(xù)的作業(yè)，保證了焊縫的熔透情況。

一種焊接系統(tǒng)的具體方案如下：

一種焊接系統(tǒng)，包括焊接裝置，焊接裝置包括送絲單元和施焊單元，施焊單元、送絲單元分別與控制單元單獨連接，控制單元和用于判定熔孔是否形成的視覺檢測單元連接，視覺檢測單元朝向被焊對象設置。

如上所述的焊接系統(tǒng)，不僅能實現(xiàn)正常的焊接工作，在需要形成熔孔的位置，由控制單元控制送絲單元降低送絲速度，控制施焊單元停止運動，并陡升焊接電流，改變了電弧熱、電弧壓力和熔敷金屬量，從而迫使熔池前端月牙形液面反方向移動形成半開放性的孔洞，即有利于熔孔的形成，通過熔孔的形成，可在后續(xù)焊接過程中熔敷更多的金屬量，保證了后續(xù)焊縫的熔透情況，可獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫。

如上所述的一種焊接系統(tǒng)，所述視覺檢測單元包括通過機架支撐的視覺傳感器，視覺傳感器可檢測正面熔孔形成時電弧特征，確定熔孔是否形成，抗干擾能力強、特征信息豐富，熔孔形成判斷準確度高。

如上所述的一種焊接系統(tǒng)，為了不干涉施焊單元的移動，且能從正面檢測熔孔的形成，所述視覺檢測單元與被焊對象的夾角在30°-45°之間，且視覺檢測單元檢測面與被焊對象的垂直高度為60-80mm。

如上所述的一種焊接系統(tǒng)，所述視覺檢測單元布置于被焊對象與施焊單元之間。

本發(fā)明還公開了一種快速形成熔孔的方法，包括如下內(nèi)容：

提供施焊單元、送絲單元；

提供視覺檢測單元，視覺檢測單元朝向被焊對象設置；

提供控制單元，施焊單元、送絲單元和視覺檢測單元分別與控制單元單獨連接，焊接時，在脫離點固焊區(qū)域后，控制單元控制施焊單元停止運動，陡升施焊單元的焊接電流，降低送絲單元的送絲速度，使得被焊對象形成熔孔，控制單元通過視覺檢測單元判斷熔孔是否形成。