CN103551752A - 一种高速列车用铝合金智能焊接系统 - Google Patents

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夏宁
付宁宁
李春广
王未
金文涛
火巧英
隋显庭
周成候
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种高速列车用铝合金智能焊接系统，包括智能化焊接专机、智能化焊枪及焊接控制装置，焊接控制装置还分别与包括一人机交互单元、焊接参数计算模块和焊接参数储存模块，焊接参数计算模块根据现场焊接环境温度、湿度、风速数据，从所述焊接参数储存模块内所存储的焊接参数组中直接查询与之相匹配的焊接参数，或者根据所述焊接试件性能参数模糊查询规则集进行模糊计算得到焊接参数，并将查询或计算得到的焊接参数发送给与之相连的智能化焊接专机和智能化焊枪进行智能焊接。本发明的优点在于可以在不同环境条件下进行铝合金车体结构焊接，从而得到满足不同环境适应性的铝合金焊接接头，形成谱系化的铝合金列车。

Description

一种高速列车用铝合金智能焊接系统
技术领域
本发明涉及一种智能焊接控制系统，具体涉及一种高速列车用铝合金智能焊接系统。
背景技术
随着铁路机车车辆的轻量化，铝合金的性能被提出了更高的要求，如:较高的材料强度以防止裂纹的产生，提高疲劳强度，良好的抗腐蚀能力和表面处理能力，以适应列车在沿海运行时的环境，能够适应高寒地区列车的运行，确保列车的安全可靠性同时还要有良好的焊接性能，便于生产。铝合金热导率高、线膨胀系数大，而且城际轨道交通列车以及高速列车车体结构复杂,焊接方式大部分采用熔化焊，所以铝合金车体焊接过程中存在着很多问题，如构件因不均匀受热产生的残余应力变形，严重影响了高速车体制造的尺寸精度、尺寸稳定性；以及不能严格执行焊接规范而产生的缺陷。生产过程中产生的焊接缺陷可分为焊缝外表面缺陷和焊缝内部缺陷两大类。焊缝表面缺陷如表面气孔、咬边、表面裂纹、烧穿和未焊透等；焊缝内部缺陷如内部气孔、内部裂纹、未熔合及夹杂等，焊缝内部缺陷需要采用无损探伤或破坏性试验等方法才能发现。这些焊接缺陷将直接影响列车运行的安全可靠性，所以控制焊接质量有着重大的意义。
近年来列车制造工厂采用严格控制的方法，将温度、湿度、风速均控制一定的极限范围内，从而车体铝合金的焊接质量。据调查统计高铁工厂建造一个恒温恒湿车间的造价为5-10亿人民币，并且恒温恒湿车间每天消耗掉的电费为8万人民币。大部分线路运行的城际列车以及高速列车都是运行完后，回动车检修段进行检修。而动车检修段的车间是无法满足严格控制的恒温恒湿、极低风速等条件的。一旦遇到列车个别部位、部件需要及时进行焊补修理时，由于没有成熟的焊接工艺体系指导，无法进行焊补，只能返回列车制造工厂进行焊补修理，也促使经营成本增加，降低了列车的使用效率。
发明内容
本发明目的在于克服上述不足，提供一种可适用于不同的环境条件下进行焊接的高速列车用铝合金智能焊接系统。
本发明通过下述技术方案实现发明目的: 一种高速列车用铝合金智能焊接系统，包括智能化焊接专机、智能化焊枪及焊接控制装置，其特征在于，所述焊接控制装置还分别与包括一人机交互单元、焊接参数计算模块和焊接参数储存模块，所述人机交互装置接收操作人员手动输入或仪器检测到的现场焊接环境温度、湿度、风速数据并发送给焊接参数计算模块，所述焊接参数储存模块内存储有焊接参数组和焊接试件性能参数模糊查询规则集；所述焊接参数计算模块根据现场焊接环境温度、湿度、风速数据，从所述焊接参数储存模块内所存储的焊接参数组中直接查询与所述现场焊接环境温度、湿度、风速数据相匹配的焊接参数，或者根据所述焊接试件性能参数模糊查询规则集进行模糊计算得到焊接参数，并将查询或计算得到的焊接参数发送给与之相连的智能化焊接专机和智能化焊枪进行智能焊接。
在本发明中，所述焊接参数储存模块基于大量实验数据生成的数据库而建立，数据库由大量不同材料、板厚、温度、湿度和风速等条件下的焊接工艺参数集合而成，可由计算机生成某一条件下的最优焊接参数并供直接调用。第三，智能化焊枪由机器人全自动控制，可调节干伸长、倾角、焊接速度等，智能化焊接专机、智能化焊枪与焊接控制装置配合，可由操作者手动操作，也可由系统计算或查询出最佳匹配焊接工艺参数后，自动焊接。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：根据现场的温度、湿度、风速等环境条件，确定是否符合现场焊接的条件。根据所采用的铝合金材料、焊丝种类、型号等，从与改装后的焊接专机相连的计算机专业数据库中调取合适的焊接工艺参数体系对车体结构进行焊接。采用本发明，可以在不同环境条件下进行铝合金车体结构焊接，从而得到满足不同环境适应性的铝合金焊接接头，形成谱系化的铝合金列车。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。其中，1.计算机中内置的焊接专家数据库及控制系统，2.铝合金焊接工作台，3.风速流量智能调节装置，4.降温处理智能调节装置，5. 升温处理智能调节装置，6.加湿处理智能调节装置，7. 除湿处理智能调节装置，8.焊接工件；9、智能化焊枪；10、智能化焊接专机。
具体实施方式  
下面根据附图所示，结合实例，对本发明做进一步的说明。
如图1所示，一种高速列车用铝合金智能焊接系统，包括智能化焊接专机、智能化焊枪及焊接控制装置，所述焊接控制装置还分别与包括一人机交互单元、焊接参数计算模块和焊接参数储存模块，所述人机交互装置接收操作人员手动输入或仪器检测到的现场焊接环境温度、湿度、风速数据并发送给焊接参数计算模块，所述焊接参数储存模块内存储有焊接参数组和焊接试件性能参数模糊查询规则集；所述焊接参数计算模块根据现场焊接环境温度、湿度、风速数据，从所述焊接参数储存模块内所存储的焊接参数组中直接查询与所述现场焊接环境温度、湿度、风速数据相匹配的焊接参数，或者根据所述焊接试件性能参数模糊查询规则集进行模糊计算得到焊接参数，并将查询或计算得到的焊接参数发送给与之相连的智能化焊接专机和智能化焊枪进行智能焊接。高速列车用铝合金智能焊接系统还包括铝合金焊接工作台、风速流量智能调节装置、降温处理智能调节装置、升温处理智能调节装置、加湿处理智能调节装置、除湿处理智能调节装置，用于对环境条件进行修正以达到最佳焊接效果。系统焊接参数存储模块当中，温度、湿度和风速参数拥有独立数据库，且有相应操作界面，在现场焊接时，可由操作者输入合适参数修正环境条件以实现最优焊接。
本发明主要针对所进行的改进，以上所述仅为本发明较佳实施例而已，非因此即局限本发明的专利范围，故举凡用本发明说明书及图式内容所为的简易变化及等效变换，均应包含于本发明的专利范围内。

Claims (1)

1.一种高速列车用铝合金智能焊接系统，包括智能化焊接专机、智能化焊枪及焊接控制装置，其特征在于，所述焊接控制装置还分别与包括一人机交互单元、焊接参数计算模块和焊接参数储存模块，所述人机交互装置接收操作人员手动输入或仪器检测到的现场焊接环境温度、湿度、风速数据并发送给焊接参数计算模块，所述焊接参数储存模块内存储有焊接参数组和焊接试件性能参数模糊查询规则集；所述焊接参数计算模块根据现场焊接环境温度、湿度、风速数据，从所述焊接参数储存模块内所存储的焊接参数组中直接查询与所述现场焊接环境温度、湿度、风速数据相匹配的焊接参数，或者根据所述焊接试件性能参数模糊查询规则集进行模糊计算得到焊接参数，并将查询或计算得到的焊接参数发送给与之相连的智能化焊接专机和智能化焊枪进行焊接。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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