CN109128453A - 一种实时监控并控制焊接变形的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及装备制造业中的焊接领域，具体是一种实时监控并控制焊接变形的温度补偿装置，温度补偿装置包括高效加热装置冷却装置；独立微机通过抓取焊接设备的主要热输入参数，焊接速度，计算出焊接过程中产生的线能量，并通过高温测温装置测量熔池的温度，根据金属的膨胀系数模拟得出焊接产生变形量的基数数值；温度补偿装置通过高效加热方式，在焊接部位的对称侧面进行温度补偿，达到受热平衡状态，减少焊接变形的目的。通过温度补偿与调节，平衡焊接过程中的热输入量，使焊接结构受热区域接近平衡。同时通过热量的疏导控制非熔化区域温度以减少焊接过程中所产生的变形。

Description

一种实时监控并控制焊接变形的装置

技术领域

本发明涉及装备制造业中的焊接领域，通过温度补偿与调节，平衡焊接过程中的热输入量，使焊接结构受热区域接近平衡。同时通过热量的疏导控制非熔化区域温度以减少焊接过程中所产生的变形。

背景技术

焊接变形是焊接过程中常见的问题。焊接时，由于局部高温加热而造成焊件上温度分布不均匀，最终导致结构内产生了焊接应力与变形。

此发明通过微机制动抓取焊接过程中的输入电流(或功率)及焊接速度等主要焊接参数，根据焊接材料特性，自动计算热输入量，并控制加热与冷却系统，对受热区域进行温度补偿，平衡热输入量并减少受热区域的范围与温度以起到控制及减少焊接过程中工件产生的变形。

此套设备可以根据焊接零件的结构特点，任意组合，灵活性强，适用于不同总类的焊接产品。

发明内容

本发明的目的是抓取焊接过程中的输入电流或功率及焊接速度等主要焊接参数，根据焊接材料特性，自动计算热输入量，并控制加热与冷却系统，对受热区域进行温度补偿，平衡热输入量并减少受热区域的范围与温度以起到控制及减少焊接过程中工件产生的变形。

本发明采用的技术方案是：

一种实时监控并控制焊接变形的温度补偿装置，温度补偿装置包括高效加热装置冷却装置；独立微机通过抓取焊接设备的主要热输入参数，焊接速度，计算出焊接过程中产生的线能量，并通过高温测温装置测量熔池的温度，根据金属的膨胀系数模拟得出焊接产生变形量的基数数值；温度补偿装置通过高效加热方式，在焊接部位的对称侧面进行温度补偿，达到受热平衡状态，减少焊接变形的目的。

本发明的优点是：

本发明可以平衡焊接过程中的热量分布，减少由于局部高温加热而造成焊件上温度分布不均匀，最终导致结构内产生了焊接应力与变形。提高焊接零件的精度，减少焊接变形。

附图说明

图1是本发明的实施例1示意图。

图2是本发明的实施例2示意图。

具体实施方式

结合待焊件结构特点，在待焊区域安装此套装置，图1、2代表了两种典型的焊接结构形式。一种实时监控并控制焊接变形的温度补偿装置，温度补偿装置包括高效加热装置冷却装置；

独立微机通过抓取焊接设备的主要热输入参数，焊接速度，计算出焊接过程中产生的线能量，并通过高温测温装置测量熔池的温度，根据金属的膨胀系数模拟得出焊接产生变形量的基数数值；

温度补偿装置通过高效加热方式，在焊接部位的对称侧面进行温度补偿，达到受热平衡状态，或接近受热平衡状态，减少焊接变形的目的；

高效加热装置采用感应加热或电阻加热；但不限于此。

热输入参数是指焊接电流功率。

冷却装置采用循环水冷或冷媒。

一种实时监控并控制焊接变形的温度补偿装置，冷却装置辅助使焊接热影响区减小，降低工件因受热而产生的形变；

独立微机计算热输入量，

q＝IU/v

式中:I为焊接电流A；U为电弧电压V；v-焊接速度cm/s；q-线能量J/cm

根据所焊接材料的膨胀系数，实时控制温度补偿量与冷却装置的运行功率；当主要热输入参数发生改变，自动控制对称侧的热量输入，实现实时控制焊接变形的目的；

高效加热装置及冷却装置始终保持在焊接区域内，随焊接移动方向进行移动。

焊接设备设置焊接参数。启动焊接设备及设置待焊件材料并启动此控制焊接变形装置。

控制变形装置实时抓取焊接设备主要参数：如电流、焊接速度等并可结合测温计测算焊接熔池周围的材料温度，通过微机计算焊接线能量输出并反馈给加热及冷却设备。

当焊接实际参数发生变化时，此装置会实时调整补偿参数。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (5)

1.一种实时监控并控制焊接变形的温度补偿装置，其特征在于：

温度补偿装置包括高效加热装置冷却装置；

独立微机通过抓取焊接设备的主要热输入参数，焊接速度，计算出焊接过程中产生的线能量，并通过高温测温装置测量熔池的温度，根据金属的膨胀系数模拟得出焊接产生变形量的基数数值；

温度补偿装置通过高效加热方式，在焊接部位的对称侧面进行温度补偿，达到受热平衡状态，减少焊接变形的目的。

2.根据权利要求1所述的一种实时监控并控制焊接变形的温度补偿装置，其特征在于：

高效加热装置采用感应加热或电阻加热。

3.根据权利要求1所述的一种实时监控并控制焊接变形的温度补偿装置，其特征在于：

热输入参数是指焊接电流功率。

4.根据权利要求1所述的一种实时监控并控制焊接变形的温度补偿装置，其特征在于：

冷却装置采用循环水冷或冷媒。

5.根据权利要求1所述的一种实时监控并控制焊接变形的温度补偿装置，其特征在于：

冷却装置辅助使焊接热影响区减小，降低工件因受热而产生的形变；

独立微机计算热输入量，

q＝IU/v

式中:I为焊接电流A；U为电弧电压V；v-焊接速度cm/s；q-线能量J/cm

根据所焊接材料的膨胀系数，实时控制温度补偿量与冷却装置的运行功率；当主要热输入参数发生改变，自动控制对称侧的热量输入，实现实时控制焊接变形的目的；

高效加热装置及冷却装置始终保持在焊接区域内，随焊接移动方向进行移动。