[發明專利]一種防止內孔裂紋產生的等離子堆焊控制系統

在審

• 申請號: 202210705262.2
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN114918520A
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 張立新;朱鳳磊;孟子皓;周潤猛;李賀;馬瑞浩;胡雪;張勝利;董峰
• 申請（專利權）人: 石河子大學;石河子市勝利硬面工程技術有限公司
• 主分類號: B23K10/02
• 分類號: B23K10/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及等離子堆焊技術領域，具體為一種防止內孔裂紋產生的等離子堆焊控制系統，主要包括等離子堆焊設備、控制臺、傳感器模塊以及加熱平臺；等離子堆焊設備包括旋轉工作平臺、雙臂式移動機構、等離子堆焊槍；控制臺包括人機交互設備、PLC以及供電子系統；其中等離子堆焊設備作為等離子堆焊的執行裝置；控制臺的人機交互設備用于人機交互、模式選擇；PLC用于接收與處理用戶和傳感器輸入的指令，控制等離子堆焊設備工作；供電子系統用于給堆焊設備各元器件和傳感器供電；傳感器模塊用于采集溫度信號和位置信號并傳輸到PLC；加熱平臺用于給工件提高恒定的溫度。本方案提高了等離子堆焊設備的自動化程度并避免了等離子堆焊中產生內孔裂紋的現象。

技術領域

本發明涉及等離子堆焊技術領域，具體為一種防止內孔裂紋產生的等離子堆焊控制系統。

背景技術

等離子弧堆焊是以焊槍的鎢極和基體之間氬氣等離子體作為熱源，同時向該區域輸送焊絲或者合金粉末作為填充材料，填充材料在熱源的作用下熔化形成熔池，熱源移動后冷卻形成與基體冶金結合的堆焊層。等離子弧堆焊機械化程度高、生產效率高、焊縫成形美觀等優點，在國內外制造業中得到了快速發展和廣泛應用。

然而在低稀釋率無裂紋長內孔等離子堆焊硬質合金技術研制方面，傳統等離子堆焊技術在堆焊過程中由于工件暴露在外部的環境中，致使工件的溫度不穩定，在給工件進行等離子堆焊過程中容易產生內孔裂紋的問題。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種防止內孔裂紋產生的等離子堆焊控制系統，能夠全程對工件進行攝氏600度的預熱，從而在保證稀釋率小于2％的情況下不出現裂紋。其中，由溫度傳感器獲取加熱平臺溫度，由PLC控制加熱平臺溫度，保證加熱平臺溫度恒定為600度，解決了進行等離子堆焊過程中由于工件溫度的不穩定產生內孔裂紋的問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種防止內孔裂紋產生的等離子堆焊控制系統，包括等離子堆焊設備、控制臺、傳感器模塊以及加熱平臺；等離子堆焊設備包括雙臂式移動機構、旋轉工作平臺以及等離子堆焊槍；控制臺包括人機交互設備，供電子系統以及PLC。其中雙臂式移動機構、旋轉工作平臺、等離子堆焊槍作為等離子堆焊設備的執行裝置；控制臺的人機交互設備用于人機交互、模式選擇；控制臺內部的PLC用于接收與處理用戶和傳感器輸入的指令，控制等離子堆焊設備工作；控制臺內部的供電子系統用于給堆焊設備各元器件和傳感器供電；傳感器模塊用于采集位置和溫度信號并傳輸到PLC；加熱平臺用于給工件提高恒定的溫度。

進一步地，所述的等離子堆焊設備的位置傳感器為漫反射光電開關，設置于雙臂式移動機構的固定位置以限制雙臂式移動機構的行程。

進一步地，所述的加熱平臺的溫度傳感器為耐高溫的熱敏電阻傳感器，設置于加熱平臺的四個凹槽位置以采集加熱平臺平均溫度。

進一步地，所述的人機交互設備與PLC電連接，所述的PLC與傳感器模塊電連接。

進一步地，所述的控制臺，其供電子系統包括380V轉220V交流變壓器，220V交流電轉24V直流電開關電源，其中，380V交流電為雙臂式移動機構、旋轉工作平臺、等離子堆焊槍以及加熱平臺供電，開關電源將220V交流電轉換成24V直流電為人機交互設備、PLC以及傳感器模塊供電。

進一步地，所述的控制臺，其人機交互設備包含2種模式：自動模式與手動模式，每種模式均在人機交互界面顯示工件實時溫度、等離子粉末儲量與等離子堆焊槍位置信息，并能在等離子堆焊結束后重新回到起始位置；自動模式狀態下，等離子堆焊設備根據用戶輸入的工件信息自動對參數進行設定，自動規劃路線進行焊接；手動模式需用戶根據自身的經驗手動控制等離子堆焊槍對工件進行焊接，通過人機交互設備上的觸摸屏控制等離子堆焊槍移動，并設置送粉器送粉速率；人機交互設備還包括急停、歷史數據存儲功能。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：