CN104384655B - 一种钎焊控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钎焊控制方法，包括如下步骤：采用送丝机构对焊缝送丝，利用工件温度的高低对恒定推力时的送丝速度，或者恒定速度送丝时的送丝推力的影响来检测工件的加热程度，并反馈到控制电路，自行调整加热与送丝参数,确定送丝时机。此控制方法的优点是，因有温度反馈，送丝时机控制准确，能自动改变参数适应工件，环境的变化。焊接质量稳定。送丝可以采用交直流伺服电机，直流电机，多轴机械手或其他可以恒定推力或恒定速度的驱动装置。此钎焊控制方法适合火焰钎焊专机，高频焊钎焊专机，机械手钎焊系统。

Description

一种钎焊控制方法

技术领域

本发明属于焊接控制技术领域，具体是一种钎焊控制方法。

背景技术

一种钎焊控制方法现在的钎焊设备主要有1.炉焊，2.火焰钎焊，高频钎焊等，焊接过程炉焊是预先在焊缝上放置钎料，利用隧道炉，真空炉等设备对产品进行保护加热，待产品温度升高到钎料的熔点后，钎料熔化，在毛细作用下渗入焊缝，然后冷却，可以自然冷却,也可风冷,水冷,焊接完成。火焰钎焊是用火焰对产品进行加热，将钎料预置于焊缝上后加热,当温度到达焊料熔点后渗入焊缝,或者是先对产品加热,至温度到达钎料熔点后再将钎料添加至焊缝上，钎料一送到焊缝便熔化，并渗入焊缝，钎料足量送出后冷却，焊接过程完成。高频钎焊与火焰钎焊类似，只是加热用高频电源。本方法是基于送丝钎焊的控制方法，可以是火焰钎焊，也可以是高频钎焊。目前的火焰送丝钎焊靠控制火焰大小和加热时间长短来控制温度，设备需要调试的参数有加热时间、送丝延时、送丝速度，送丝量，还有燃气氧气的流量。调试时要用相同的工件试焊，跟据实际情况调整燃气氧气的流量，加热时间，加热位置等，再试焊，直到试出合适的加热位置，燃气氧气流量,送丝起始时间，送丝速度，加热总时长等参数，调试会出较多的不良品，调试过程复杂。因没有温度检测，设备调试好后若是火焰温度发生变化，或是工件尺寸有差异，则工件温度差异大，有可能焊丝送入后，不熔化，也有可能工件温度太高，工件过热报废。焊接过程难控制,焊接不良比较多。为了更好的控制焊接过程,有些厂家采用红外测温装置对工件温度进行检测,但经外温度容易被环境干扰,稳定性不好,用作火焰钎焊时,焊剂会产生白色粉尘,弄脏红外温度计的镜头,严重影响测量精度。高频送丝钎焊也有同样的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钎焊控制方法。

一种钎焊控制方法，其特征在于包括如下步骤：采用送丝机构对焊缝送丝，利用工件温度的高低对恒定推力时的送丝速度，或者恒定速度送丝时的送丝推力的影响来检测工件的加热程度，并反馈到控制电路，自行调整加热与送丝参数, 确定送丝时机。

所述的一种钎焊控制方法，其特征在于采用恒推力送丝机构进行送丝，该恒推力送丝机构的推力可调，并且可以对机构送丝速度精密测试。

所述的一种钎焊控制方法，其特征在于具体工作步骤如下：放置好工件后，按自动启动按钮，设备开始动作，加热源开始对工件加热，送丝机构将焊丝送达工件，接触工件后以一个恒定的推力送丝，此时工件温度没有达到焊丝的熔点，送丝速度接近零，送丝机构稍稍后退，延时一小段时间，再次送丝，如果送丝速度依然为零，或者还是没有到达应有的送丝速度，则送丝机构再次后退，再次延时片刻，再次送丝，比较送丝速度与系统内预设定的送丝速度下限，差值越小，则延时时间越短，当送丝速度等于或是大于设定速度下限时，送丝机构便开始按设定的推力对工件进行送丝，同时记下此时工件的加热时长，并对焊丝计量，送丝到达设定量时，停止送丝，送丝机构退出，经过设定的保温时间后，加热源停止对工件加热，设备完成了一个工件焊接，同时完成了自动调试过程，当再有工件放入时，焊接启动后，送丝机构不再提前送焊丝，而是按前一个工件开始正常送丝的时间开始送丝，焊丝一送到工件上便会开始熔化，送丝量达到设定值时，停止送丝，保温，然后焊接完成，如果送丝机构送丝速度超过了最大速度，则程序将送丝推力加大，在大的送丝推力下，送丝速度也变快，利用焊丝熔化吸热来降低工件温度，以防止工件过热，同时将送丝延时时间减短，再焊接下一个工件时，送丝时间会提前一点，送丝时工件的的温度自然也低一点。

所述的一种钎焊控制方法，其特征在于采用恒速送丝机构进行送丝，该恒速送丝机构有恒速送丝功能而且送丝速度可以调整，并且能精确检测送丝机构的送丝推力。

所述的一种钎焊控制方法，其特征在于具体工作步骤如下：焊丝接触工件后，开始试送丝，此时工件温度较低，因此，焊丝被工件顶住，送不出来，推力自然大于正常焊接时的推力，送丝机构停止送丝，稍稍离开工件，延时一小段时间，再次接近工件，试送焊丝，如果推力依然大于正常焊接时的送丝推力，则机构再次延时，片刻后再次试送，随着工件温度的升高，焊丝送到工件上时升温，熔化，送丝的推力也随之减小，当送丝推力小于正常焊接的送丝推力上限时，送丝机构开始正常送丝，记录下送丝延时时间，并检测送丝量，送丝量到达设定值时，停止送丝，保温后，结束加热，焊接过程完成，此时系统已经完成了送丝延时值的自动设定，再装工件，按下自动焊接，则加热源对工件开始加热，等到送丝延时时间到后，再开始送丝，计量送丝量，送丝完成后，保温，停止，焊接过程完成，如果送丝时，推力小于最小送丝推力下限，则工件过热，系统加快送丝的速度，利用焊丝的熔化吸热给工件降温，同时将系统内送丝延时时间减短一个值，焊接下个工件时，由于送丝延时减短了，因此工件的温度比上个会有所下降。

本发明是采用火焰，高频电流，或是其他的适合钎焊的加热方法加热，采用送丝机构对焊缝送丝，利用工件温度的高低对恒定推力时送丝速度,或者恒定速度送丝时的送丝推力的影响来检测工件的加热程度,并反馈到控制电路，自行调整加热与送丝参数, 确定送丝时机。此控制方法的优点是，因有温度反馈，送丝时机控制准确，能自动改变参数适应工件，环境的变化。焊接质量稳定。送丝可以采用交直流伺服电机，直流电机，多轴机械手或其他可以恒定推力或恒定速度的驱动装置。此钎焊控制方法适合火焰钎焊专机，高频焊钎焊专机，机械手钎焊系统。

附图说明

图1是本发明的送丝机构的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图中，1—送丝机驱动源；2—导轨；3—驱动滚珠丝杆；4—滑块；5—工件；6—焊丝。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

实施例1

恒推力送丝机构工作原理, 此机构需具备两个功能：一、能产生恒定的送丝推力，而且推力力可调。此送丝装置送丝速度与所受阻力有关,阻力等于送丝装置的设定最大送丝力时,送丝装置速度为零,阻力小于送丝装置设定最大送丝力时,送丝装置运转，阻力越小，运转速度便越快，当阻力为零时，送丝驱动运转速度为送丝驱动的最高转速。驱动装置可以用交直流伺服电机,普通交直流电机,或汽缸等各种可以产生恒定推力的机构。二、可以对机构送丝速度精密测试, 交直流伺服电机速度测试可以直接利用自带的脉冲输出，其它驱动装置可以用编码器,电子尺,或其它可以测量物体转动或直线运的速度的机构。

结构如图1、1送丝机驱动源（在此使用伺服电机为例）,2导轨,3驱动滚珠丝杆,4滑块,5工件,6焊丝。热源对工件进行加热,若干时间后,送丝机构向工件送丝,先快速运行至焊丝接触工件,然后改成恒推力送丝,送丝的速度与工件温度的关系如下：如果工件温度还远未到达焊丝的熔点,焊丝在恒定的,合适的推力下,固态的焊丝顶住工件,送丝速度几乎为零,如果工件温度接近焊丝的熔点,侧在恒定的推力下,焊丝头部接触到工件,温度上跟着上升,接近焊丝的熔点,焊丝强度变弱,焊丝出现一定的弯曲变形,送丝机构会检测出,焊丝有一个较慢的送丝速度,当工件温度到达焊丝熔点,则与工件接触的焊丝会慢慢的熔化,焊丝将在送丝机构的推力下,缓缓的送出,当工件温度超过焊丝的熔点时,由于较高的温度差,接触到工件的焊丝迅速升温,熔化,由于送丝机构的恒定送丝推力,前部的焊丝熔化后,焊丝迅速送出,此时送丝机构会检测到一个较快的送丝速度,因此此钎焊的送丝的速度中包含了工件的温度信息,利用此信息通过控制电路对焊接设备的加热时间,加热源的功率,送丝的时机,送丝的推力进得调整，使焊接过程控制成为闭环控制。即使不用电路主动调整焊接参数，此机构也能对焊接温度有补偿效果：如果工件温度偏高，则钎料快速送出，到达设定送丝量后，再经过一个保温时间（保温时间可以为零），设备便停止对工件加热，如果送钎料时，工件温度较低，则送丝速度也慢，送丝时间相对要长一点，设备对工件加热时间也就变长了，如果是火焰功率大，工件温度也就会高，同样加热时间就变短了。控制系统内需要设定的参数有最少两个速度设定，一、可以正常焊接的送丝速度下限。二、正常焊接的速度上限。低于速度下限，则工件温度还没有到，而高于速度上限时，工件过热了。还有一个保温时间，一个送丝总量。

详细工作过程：放置好工件后，按自动启动按钮，设备开始动作，加热源开始对工件加热，送丝机构将焊丝送达工件，接触工件后以一个恒定的推力送丝，此时工件温度没有达到焊丝的熔点，送丝速度接近零，送丝机构稍稍后退，延时一小段时间，再次送丝，如果送丝速度依然为零，或者还是没有到达应有的送丝速度，则送丝机构再次后退，再次延时片刻，再次送丝，比较送丝速度与系统内预设定的送丝速度下限，差值越小，则延时时间越短。当送丝速度等于或是大于设定速度下限时，送丝机构便开始按设定的推力对工件进行送丝，同时记下此时工件的加热时长，并对焊丝计量，（之前如有焊丝成功送出来的也会被计量在内）送丝到达设定量时，停止送丝，送丝机构退出，经过设定的保温时间后，加热源停止对工件加热。设备完成了一个工件焊接，同时完成了自动调试过程。当再有工件放入时，焊接启动后，送丝机构不再提前送焊丝，而是按前一个工件开始正常送丝的时间开始送丝，焊丝一送到工件上便会开始熔化，送丝量达到设定值时，停止送丝，保温，然后焊接完成。如果送丝机构送丝速度超过了最大速度，则程序将送丝推力加大，在大的送丝推力下，送丝速度也变快，利用焊丝熔化吸热来降低工件温度，以防止工件过热，同时将送丝延时时间减短，再焊接下一个工件时，送丝时间会提前一点，送丝时工件的的温度自然也低一点。

实施例2

恒速送丝工作工作原理,此送丝机构必须有两个功能：一、有恒速送丝功能，而且送丝速度还可以调整。二、能精确检测送丝机构的送丝的推力。结构如图1,1送丝机驱动源,2导轨,3驱动滚珠丝杆,4滑块,5工件,6焊丝。热源对工件进行加热,若干时间后,送丝机构向工件送丝,先快速运行至焊丝接触工件,然后改成合适的恒定速度送丝,送丝驱动源产生的推力与工件温度有一定的关系,如果工件温度还远未到达焊丝的熔点,焊丝在恒速驱动机构的驱动下,因固态的焊丝顶住工件,送丝速度依然为零,而送丝机构产生的推力则是恒速驱动机构的最大推力,如果工件温度接近焊丝的熔点,侧在恒速驱动下,焊丝头部接触到工件,温度上跟着上升,接近焊丝的熔点,焊丝强度变弱,焊丝出现一定的弯曲变形,送丝机构会检测出有一个较大的送丝推力,当工件温度到达焊丝熔点,则与工件接触的焊丝会慢慢的熔化,焊丝将在送丝机构的恒速驱动下,产生的驱动力略小,当工件温度超过焊丝的熔点时,由于较高的温度差,接触到工件的焊丝迅速升温,熔化,由于送丝机构驱动速度恒定,送出的焊丝迅速熔化,此时送丝机构会检测到一个较小的送丝推力,因此，送丝机构测出的送丝推力中，包含了工件的温度信息，,结合此信息，通过电路对焊接设备的加热时间,加热源的功率,送丝的时机,送丝的驱动速度进得调整。系统内需要设置的参数有：最少两个送丝推力，一个送丝推力上限，一个送丝推力下限，还有送丝量，保温时间。大于送丝推力上限，则工件温度还低于可以送丝的温度，小于送丝推力下限，则工件温度偏高了。

焊接过程如下：按下启动按钮，加热源接近工件，开始对工件加热，同时，送丝机构接近工件，焊丝接触工件后，开始试送丝，此时工件温度较低，因此，焊丝被工件顶住，送不出来，推力自然大于正常焊接时的推力，送丝机构停止送丝，稍稍离开工件，延时一小段时间，再次接近工件，试送焊丝，如果推力依然大于正常焊接时的送丝推力，则机构再次延时，片刻后再次试送，随着工件温度的升高，焊丝送到工件上时升温，熔化，送丝的推力也随之减小，当送丝推力小于正常焊接的送丝推力上限时，送丝机构开始正常送丝，记录下送丝延时时间，并检测送丝量，送丝量到达设定值时，停止送丝，保温后，结束加热，焊接过程完成，此时系统已经完成了送丝延时值的自动设定，再装工件，按下自动焊接，则加热源对工件开始加热，等到送丝延时时间到后，再开始送丝，计量送丝量，送丝完成后，保温，停止，焊接过程完成。如果送丝时，推力小于最小送丝推力下限，则工件过热，系统加快送丝的速度，利用焊丝的熔化吸热给工件降温，同时将系统内送丝延时时间减短一个值，焊接下个工件时，由于送丝延时减短了，因此工件的温度比上个会有所下降。

如需准确计算出工件的实时温度，需要焊条的熔点，和送丝的推力，或者是速度，此方法熔点以下的温度基本无法测量，能测试出温度范围较小，检测精度不是很高但却非常适合钎焊设备，不需要把恒速时的推力值或是恒推力时的速度值转换成温度值，直接设定推力或是速度就可以精确的确定送丝延时时间，加热源的参数，还有加热结束时间（完成设定的送丝量后，再过一个设定的保温时间后停止加热），因此焊接合格率高，而且设备调试简单。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种钎焊控制方法，其特征在于包括如下步骤：采用送丝机构对焊缝送丝，利用工件温度的高低对恒定推力时的送丝速度的影响来检测工件的加热程度，并反馈到控制电路，自行调整加热与送丝参数, 确定送丝时机；采用恒推力送丝机构进行送丝，该恒推力送丝机构的推力可调，并且可以对机构送丝速度精密测试；

具体工作步骤如下：

放置好工件后，按自动启动按钮，设备开始动作，加热源开始对工件加热，送丝机构将焊丝送达工件，接触工件后以一个恒定的推力送丝，此时工件温度没有达到焊丝的熔点，送丝速度接近零，送丝机构稍稍后退，延时一小段时间，再次送丝，如果送丝速度依然为零，或者还是没有到达应有的送丝速度，则送丝机构再次后退，再次延时片刻，再次送丝，比较送丝速度与系统内预设定的送丝速度下限，差值越小，则延时时间越短，当送丝速度等于或是大于设定速度下限时，送丝机构便开始按设定的推力对工件进行送丝，同时记下此时工件的加热时长，并对焊丝计量，送丝到达设定量时，停止送丝，送丝机构退出，经过设定的保温时间后，加热源停止对工件加热，设备完成了一个工件焊接，同时完成了自动调试过程，当再有工件放入时，焊接启动后，送丝机构不再提前送焊丝，而是按前一个工件开始正常送丝的时间开始送丝，焊丝一送到工件上便会开始熔化，送丝量达到设定值时，停止送丝，保温，然后焊接完成，如果送丝机构送丝速度超过了最大速度，则程序将送丝推力加大，在大的送丝推力下，送丝速度也变快，利用焊丝熔化吸热来降低工件温度，以防止工件过热，同时将送丝延时时间减短，再焊接下一个工件时，送丝时间会提前一点，送丝时工件的的温度自然也低一点。

2.一种钎焊控制方法，其特征在于包括如下步骤：采用送丝机构对焊缝送丝，利用恒定速度送丝时的送丝推力的影响来检测工件的加热程度，并反馈到控制电路，自行调整加热与送丝参数，确定送丝时机；采用恒速送丝机构进行送丝，该恒速送丝机构有恒速送丝功能而且送丝速度可以调整，并且能精确检测送丝机构的送丝推力；

具体工作步骤如下：焊丝接触工件后，开始试送丝，此时工件温度较低，因此，焊丝被工件顶住，送不出来，推力自然大于正常焊接时的推力，送丝机构停止送丝，稍稍离开工件，延时一小段时间，再次接近工件，试送焊丝，如果推力依然大于正常焊接时的送丝推力，则机构再次延时，片刻后再次试送，随着工件温度的升高，焊丝送到工件上时升温，熔化，送丝的推力也随之减小，当送丝推力小于正常焊接的送丝推力上限时，送丝机构开始正常送丝，记录下送丝延时时间，并检测送丝量，送丝量到达设定值时，停止送丝，保温后，结束加热，焊接过程完成，此时系统已经完成了送丝延时值的自动设定，再装工件，按下自动焊接，则加热源对工件开始加热，等到送丝延时时间到后，再开始送丝，计量送丝量，送丝完成后，保温，停止，焊接过程完成，如果送丝时，推力小于最小送丝推力下限，则工件过热，系统加快送丝的速度，利用焊丝的熔化吸热给工件降温，同时将系统内送丝延时时间减短一个值，焊接下个工件时，由于送丝延时减短了，因此工件的温度比上个会有所下降。