CN105149733B - 一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制装置 - Google Patents

一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制装置 Download PDF

Info

Publication number
CN105149733B
CN105149733B CN201510593086.8A CN201510593086A CN105149733B CN 105149733 B CN105149733 B CN 105149733B CN 201510593086 A CN201510593086 A CN 201510593086A CN 105149733 B CN105149733 B CN 105149733B
Authority
CN
China
Prior art keywords
thrust
vertical position
position welding
welding
electric arc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510593086.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105149733A (zh
Inventor
洪波
罗争光
彭瑶
卢文召
姚强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiangtan University
Original Assignee
Xiangtan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiangtan University filed Critical Xiangtan University
Priority to CN201510593086.8A priority Critical patent/CN105149733B/zh
Publication of CN105149733A publication Critical patent/CN105149733A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105149733B publication Critical patent/CN105149733B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/095—Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0956—Monitoring or automatic control of welding parameters using sensing means, e.g. optical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/08—Arrangements or circuits for magnetic control of the arc
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
    • B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
    • B23K9/1274—Using non-contact, optical means, e.g. laser means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arc Welding Control (AREA)

Abstract

本发明涉及公开了一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制装置，它主要解决了现有立焊自动化程度低、焊缝跟踪困难等技术问题。该装置包括立焊电弧跟踪传感器、焊接电源、送丝机构、霍尔传感器、跟踪系统控制器、执行机构、电流电压检测模块、同步推力脉冲发生器和功放电路。立焊电弧跟踪传感器由焊枪、横向磁场发生装置以及推力磁场发生装置组成，横向磁场发生装置产生交变磁场，使电弧横向摆动扫描焊缝，从而获得焊缝信息进行焊缝跟踪；推力磁场发生装置产生的推力磁场使电弧与熔滴受到适当向上推力，从而抵消立焊时熔滴与熔池所受的重力。从而在保证立焊焊缝质量的前提下，实现立焊的焊缝跟踪，提高立焊焊接效率。

Description

一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制装置
技术领域
本发明属于一种自动化焊接装置，具体涉及一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制装置。
背景技术
立焊作为工业生产中一种常用的焊接方法，广泛应用与桥梁、造船、锅炉等行业。直到现在，立焊操作在很大程度上仍然依赖手工电弧焊，而厚大焊件的立焊通常使用气电焊。手工电弧焊效率低，劳动强度大，而气电焊焊接线能量大，焊缝组织容易过热且需要进行热处理等。而磁控电弧传感器目前主要用于平焊位置的焊缝跟踪，对于立焊，由于熔滴与熔池所受的重力的影响，仍难在确保焊缝成型优良的情况下实现焊缝跟踪。为了实现立焊自动化，提高立焊焊接质量，提升焊接效率，提出一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制方法及装置，对推动焊接的生产的自动化有着积极的作用。
发明内容
本发明的目的是在确保立焊焊缝成型优良的情况下实现立焊焊缝跟踪，提高立焊焊接质量，提升焊接效率，提出一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制装置。
本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：如图1所示，该装置包括立焊电弧跟踪传感器、焊接电源、送丝机构、霍尔传感器、跟踪系统控制器、执行机构、电流电压检测模块、同步推力脉冲发生器和功放电路。立焊电弧跟踪传感器由焊枪、横向磁场发生装置以及推力磁场发生装置组成，该传感器将同时产生横向磁场与推力磁场的复合磁场。横向磁场发生装置产生横向交变磁场，电弧在洛伦兹力的作用下做横向规律性摆动，从而扫描焊缝，霍尔传感器检测到焊接电流信号，将检测到焊接电流信号输入跟踪系统控制器中进行运算和处理，从而获得焊缝偏差信息，通过执行机构调节焊枪位置纠正偏差，实现焊缝跟踪；推力磁场发生装置产生的推力使电弧与熔滴受到适当向上推力，从而抵消立焊时熔滴与熔池所受的重力，保证立焊时焊缝的质量。
所述的立焊电弧跟踪传感器的结构如图2所示，该传感器的横向磁场发生装置由横向励磁线圈(2)和横向励磁铁芯(9)组成，两个横向励磁铁芯(9)对称分布于焊枪(6)上下两侧，且与焊枪(6)处于同一平面，使用垫片(8)和螺母(7)固定于安装板(4)的弧形槽内，可根据立焊焊缝的角度进行调整，确保电弧扫描方向垂直于焊缝；推力磁场发生装置由推力励磁线圈(3)和推力励磁铁芯(5)组成，两个推力励磁铁芯(5)对称分布于焊枪(6)左右两侧，推力励磁铁芯(5)使用垫片(8)和螺母(7)固定于安装板(4)上。
所述的电流电压检测模块根据霍尔传感器的信号，获取立焊过程中熔滴短路过渡的电弧电压和电流动态波形，如图3(a)所示。
所述的同步推力脉冲发生器根据电流电压检测模块检测到的熔滴过渡的电弧电压和电流动态波形，在熔滴拉断的一瞬间，即t3开始时刻，也是电流最大的时刻，产生同步的推力脉冲，脉冲持续到电弧电压稳定的时刻，如图3所示。在此刻加入同步推力脉冲，能达到既不影响熔滴过渡，又能够对熔滴和熔池产生向上推力的效果。
所述的功放电路将同步推力脉冲放大到合适的大小，再接入推力励磁线圈(3)中，产生合适的推力磁场，从而抵消立焊时熔滴与熔池所受的重力，保证立焊时焊缝的质量，又不影响跟踪效果。
本发明的有益效果是：本发明提出一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制方法及装置，采用横向磁场和推力磁场的复合磁场，其中横向交变磁场，使电弧横向摆动扫描焊缝，从而获得焊缝信息进行焊缝跟踪；推力磁场推力使电弧与熔滴受到适当向上推力，从而抵消立焊时熔滴与熔池所受的重力，保证立焊时焊缝的质量，在确保焊缝成型优良的情况下实现了立焊的焊缝自动跟踪。同步推力脉冲发生器根据电弧电压和电流动态波形，在熔滴拉断的一瞬间，产生同步的推力脉冲，脉冲持续到电弧电压稳定的时刻，在此刻加入同步推力脉冲，能达到既不影响熔滴过渡，又能够对熔滴和熔池产生向上推力的效果。
附图说明
图1为本发明的工作原理示意图
图2为本发明立焊电弧跟踪传感器结构示意图
图3为本发明同步脉冲示意图
图中：1-工件，2-横向励磁线圈，3-推力励磁线圈，4-安装板，5-推力励磁铁芯，6-焊枪，7-螺母，8-垫片，9-横向励磁铁芯，t1-燃弧时间，t2-短路熄弧时间，t3-拉断熔滴后的电压恢复时间，Imax-最大电流(或峰值电流)
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1，参见图1，本发明是一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制装置，包括立焊电弧跟踪传感器、焊接电源、送丝机构、霍尔传感器、跟踪系统控制器、执行机构、电流电压检测模块、同步推力脉冲发生器和功放电路。立焊电弧跟踪传感器由焊枪、横向磁场发生装置以及推力磁场发生装置组成，该传感器将同时产生横向磁场与推力磁场的复合磁场。立焊时，横向磁场发生装置产生横向交变磁场，电弧在洛伦兹力的作用下做横向规律性摆动，从而扫描焊缝，霍尔传感器检测到焊接电流信号，将检测到焊接电流信号输入跟踪系统控制器中进行运算和处理，从而获得焊缝偏差信息，通过执行机构调节焊枪位置纠正偏差，实现焊缝跟踪；与此同时，电流电压检测模块根据霍尔传感器的信号，获取立焊过程中熔滴短路过渡的电弧电压和电流动态波形，如图3(a)所示，同步推力脉冲发生器根据电流电压检测模块检测到的熔滴过渡的电弧电压和电流动态波形，在熔滴拉断的一瞬间，即t3开始时刻，也是电流最大的时刻，产生同步的推力脉冲，脉冲持续到电弧电压稳定的时刻，如图3所示，功放电路将同步推力脉冲放大到合适的大小，再接入推力励磁线圈(3)中，产生合适的推力磁场，从而抵消立焊时熔滴与熔池所受的重力，保证立焊时焊缝的质量，又不影响跟踪效果。在熔滴拉断的一瞬间加入同步推力脉冲，能达到既不影响熔滴过渡，又能够对熔滴和熔池产生向上推力的效果，最终在确保焊缝成型优良的情况下实现了立焊的焊缝自动跟踪。
实施例2，所述的立焊电弧跟踪传感器的结构如图2所示，该传感器的横向磁场发生装置由横向励磁线圈(2)和横向励磁铁芯(9)组成，两个横向励磁铁芯(9)对称分布于焊枪(6)上下两侧，且与焊枪(6)处于同一平面，使用垫片(8)和螺母(7)固定于安装板(4)的弧形槽内，可根据立焊焊缝的角度进行调整，确保电弧扫描方向垂直于焊缝；推力磁场发生装置由推力励磁线圈(3)和推力励磁铁芯(5)组成，两个推力励磁铁芯(5)对称分布于焊枪(6)左右两侧，推力励磁铁芯(5)使用垫片(8)和螺母(7)固定于安装板(4)上。

Claims (1)

1.一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制装置，其特征是：该装置包括立焊电弧跟踪传感器、焊接电源、送丝机构、霍尔传感器、跟踪系统控制器、执行机构、电流电压检测模块、同步推力脉冲发生器和功放电路，立焊电弧跟踪传感器由焊枪、横向磁场发生装置以及推力磁场发生装置组成，横向磁场发生装置由横向励磁线圈（2）和横向励磁铁芯（9）组成，两个横向励磁铁芯（9）对称分布于焊枪（6）上下两侧，且与焊枪（6）处于同一平面，使用垫片（8）和螺母（7）固定于安装板（4）的弧形槽内；其产生的交变磁场，使电弧横向摆动扫描焊缝，从而获得焊缝信息进行焊缝跟踪；推力磁场发生装置由推力励磁线圈（3）和推力励磁铁芯（5）组成，两个推力励磁铁芯（5）对称分布于焊枪（6）左右两侧，推力励磁铁芯（5）使用垫片（8）和螺母（7）固定于安装板（4）上,产生的推力使电弧与熔滴受到适当向上推力，其特征是：同步推力脉冲发生器根据电流电压检测模块检测到的熔滴过渡的电流电压信号，在熔滴拉断的一瞬间，产生同步推力脉冲，从而抵消立焊时熔滴与熔池所受的重力，保证立焊时焊缝的质量。
CN201510593086.8A 2015-09-17 2015-09-17 一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制装置 Active CN105149733B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510593086.8A CN105149733B (zh) 2015-09-17 2015-09-17 一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510593086.8A CN105149733B (zh) 2015-09-17 2015-09-17 一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105149733A CN105149733A (zh) 2015-12-16
CN105149733B true CN105149733B (zh) 2017-03-29

Family

ID=54790933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510593086.8A Active CN105149733B (zh) 2015-09-17 2015-09-17 一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105149733B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105817735B (zh) * 2016-05-20 2018-02-06 湘潭大学 一种具有焊缝跟踪功能的磁致应变焊接摆动器
CN106964873A (zh) * 2017-01-05 2017-07-21 天津工业大学 一种用于弧焊成形控制的磁场发生装置
CN107855629B (zh) * 2017-11-01 2019-06-25 山东大学 脉冲复合磁场辅助gmaw高速焊接方法及装置
EP3702083A1 (de) * 2019-02-27 2020-09-02 FRONIUS INTERNATIONAL GmbH Verfahren und vorrichtung zum schweissen eines werkstücks
CN111299758B (zh) * 2019-12-16 2021-10-26 沈阳工业大学 一种二氧化碳气体保护焊的熔滴形态控制装置及方法
CN113263246B (zh) * 2021-05-19 2022-09-20 太原科技大学 一种基于交变磁场的磁控焊接装置
CN113333923A (zh) * 2021-06-30 2021-09-03 北京博清科技有限公司 立焊方法、立焊装置、处理器以及焊接系统
CN115673481B (zh) * 2022-11-17 2024-08-23 湘潭大学 一种基于电弧传感的gtaw过程磁控熔滴过渡频率控制方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4206391A (en) * 1978-09-11 1980-06-03 Gard, Inc. Apparatus for tracking a seam
JPS5916678A (ja) * 1983-06-20 1984-01-27 Shin Meiwa Ind Co Ltd 非接触式開先センサ
EP0987516A1 (de) * 1998-09-15 2000-03-22 ESEC Management SA Einrichtung zur Erfassung des Zeitpunktes, an dem sich zwei elektrisch leitende Körper oder ein elektrisch leitender Körper und ein elektrisch leitender Flüssigkeitstropfen berühren
DE202010004903U1 (de) * 2010-04-12 2010-07-29 Iht Automation Gmbh & Co. Kg Schweiß- oder Schneidgerät
CN102152011B (zh) * 2011-01-24 2013-01-23 天津工业大学 一种全位置焊熔池稳定成形的方法及装置
CN203418212U (zh) * 2013-07-17 2014-02-05 湘潭大学 基于磁控电弧与激光视觉传感的焊缝自动跟踪控制系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN105149733A (zh) 2015-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105149733B (zh) 一种施加同步脉冲复合磁场的立焊过程控制装置
CN101524781B (zh) 一种交流电弧焊接系统及方法
CN103143848A (zh) 一种施加超声波与电弧复合的立焊方法
CN108555421A (zh) 一种基于脉冲协调双钨极氩弧焊的熔滴过渡控制装置及其控制方法
CN101885103B (zh) 电弧焊接方法
CN105964723B (zh) 大口径铝合金管螺旋搅拌摩擦焊装置的双面焊双面成型方法
CN103567652A (zh) 基于脉冲协调控制的铝合金直流等离子-钨极氩弧复合焊接方法
RU2010147910A (ru) Система и способ увеличения подачи тепла к месту сварки в течение процесса вибродуговой сварки
CN107999962B (zh) 一种双cmt/双丝cmt辅助的激光焊接方法
RU2015148145A (ru) Способ точечной контактной сварки
CN106914708B (zh) 激光双丝间接电弧复合焊接装置及送丝速度预测计算方法
CN105562894B (zh) 一种应用脉冲tig电弧辅助mig焊接的装置及采用该装置实现的焊接方法
Cai et al. Effects of shielding gas composition on arc behaviors and weld formation in narrow gap tandem GMAW
CN107042351B (zh) 一种非熔化极气体保护焊焊丝端部位置判定方法
CN103008852B (zh) 一种埋弧焊工艺
JP7030371B2 (ja) 可変極性三線ガス保護間接アーク溶接方法、装置及びその使用
CN102615404B (zh) 不锈钢厚板双面同步焊接方法
CN103639605A (zh) 新型Plasma-MIG复合焊送丝机构及控制方法
CN103347638A (zh) 多电极气体保护电弧自动焊接装置
상훈강 et al. Spatter generation during constant voltage DC-AC pulse tandem gas metal arc welding process
CN107570873A (zh) 摆动电弧激光复合焊
CN107107241A (zh) 电弧焊接控制方法
CN106271466A (zh) 核电半速汽轮发电机出线端子焊接方法
CN203282017U (zh) 一种单枪双丝垂直气电焊接装置
CN114939710A (zh) 一种促进二氧化碳气体保护焊短路过渡熔滴脱落的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant