[發明專利]一種補償焊縫間隙的鋁合金薄板對接焊縫余高控制裝置及方法

在審

• 申請號: 202210421405.7
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114700589A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 馮曰海;姚尚坤;王克鴻;黃俊;周琦
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B23K9/133
• 分類號: B23K9/133;B23K9/16;B23K9/26;B23K9/32
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 趙毅

1.一種補償焊縫間隙的鋁合金薄板對接焊縫余高控制裝置，其特征在于：主要包括余高補償送絲模塊和焊縫間隙檢測模塊；

余高補償送絲模塊，具體包括焊槍(5)，焊槍里內置了送絲管道I(3)和送絲管道II(4)；送絲管道I(3)里的焊絲I(14)和送絲管道II(4)里的焊絲II(15)穿過同一導電嘴(2)；送絲機I(6)與送絲管道I(3)相連并和焊機(8)相連，焊機(8)和機器人控制柜(9)相連，送絲機II(7)和送絲管道II(4)相連并和機器人控制柜(9)相連，機器人控制柜(9)根據鋁合金薄板(1)上的橫向焊縫間隙檢測信號控制焊絲II(15)的送進；

焊縫間隙檢測模塊，具體包括，CCD傳感相機(13)安裝在傳感器安裝板(11)上，傳感器安裝板(11)固定在焊槍(5)上并與焊槍(5)形成整體，CCD傳感相機(13)通過信號線與圖像處理器(12)相連，圖像處理器(12)通過數據線與計算機(10)相連，計算機(10)通過信號線與機器人控制柜(9)相連，機器人控制柜(9)則與送絲機II(7)相連。

2.根據權利要求1所述的補償焊縫間隙的鋁合金薄板對接焊縫余高控制裝置，其特征在于：所述的焊絲I和焊絲II穿過同一導電嘴送出，焊絲II相對焊絲I中軸線傾斜，傾斜角度為20°～60°，且送絲管道I和送絲管道II在導電嘴處的間距為3～8mm。

3.根據權利要求1所述的補償焊縫間隙的鋁合金薄板對接焊縫余高控制裝置，其特征在于：所述的送絲管道I里的焊絲為導電的焊絲I，送絲管道II里的焊絲為不導電的焊絲II。

4.根據權利要求3所述的補償焊縫間隙的鋁合金薄板對接焊縫余高控制裝置，其特征在于：所述的焊絲I和焊絲II均為直徑為1.2mm的ER5183或ER5356焊絲。

5.一種基于權利要求1-4任一項裝置所述的補償焊縫間隙的鋁合金薄板對接焊縫余高控制方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

1)調整好CCD傳感相機的安裝角度，使其在焊接過程中能夠拍攝到熔池前方的焊縫間隙；

2)在計算機中焊接過程控制軟件中預設置好對接焊縫的間隙，并設置好合適的焊接電流、送絲速度和焊接速度等焊接工藝參數；

3)焊接開始后，機器人控制柜通過焊機發送控制命令至送絲機I使其處于打開狀態，送絲機II則處于關閉狀態；CCD傳感相機實時的拍攝焊接過程中熔池前方的焊縫間隙圖像，將拍攝所得的圖像傳輸至圖像處理器，經過處理后得到實時焊縫間隙的具體數值，并傳輸至計算機，并通過計算機上焊接過程控制軟件將實時得到的焊縫間隙具體數值與預設的焊縫間隙值進行比較；若得到的實時焊縫間隙值大于預設焊縫間隙值時，此時計算機發送信號給機器人控制柜，機器人控制柜則發送控制指令給送絲機II，使送絲機II開始按照計算獲得補充送絲焊絲II的送絲速度開始送絲；若在補償過程中，實時檢測獲得的焊縫間隙值小于或等于預設焊縫間隙值時，此時計算機發送信號給機器人控制柜，機器人控制柜則發送控制指令給送絲機II，停止送絲機II的送絲；如此循環實時檢測獲取焊縫間隙數值，控制補充送絲焊絲II的送絲速度以及送進與否；

4)焊接結束后，機器人控制柜發送控制命令，使焊機、送絲機I和送絲機II關閉，停止焊接。

6.權利要求5所述的補償焊縫間隙的鋁合金薄板對接焊縫余高控制方法，其特征在于：焊縫間隙為0.5～5mm。

7.權利要求5所述的補償焊縫間隙的鋁合金薄板對接焊縫余高控制方法，其特征在于：鋁合金薄板厚度為1～6mm。

8.權利要求5所述的補償焊縫間隙的鋁合金薄板對接焊縫余高控制方法，其特征在于：焊絲I的焊接電流在80～240A之間，補充送絲焊絲送絲速度與熔化焊絲送絲速度的比例為10％～60％。