CN113053214A - 一种焊接电弧静特性测试方法、系统、装置及应用 - Google Patents

一种焊接电弧静特性测试方法、系统、装置及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113053214A
CN113053214A CN202110262052.6A CN202110262052A CN113053214A CN 113053214 A CN113053214 A CN 113053214A CN 202110262052 A CN202110262052 A CN 202110262052A CN 113053214 A CN113053214 A CN 113053214A
Authority
CN
China
Prior art keywords
arc
water
welding
static characteristic
current
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.)
Pending
Application number
CN202110262052.6A
Other languages
English (en)
Inventor
冯涛
段琼
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.)
China University of Petroleum East China
Original Assignee
China University of Petroleum East China
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 China University of Petroleum East China filed Critical China University of Petroleum East China
Priority to CN202110262052.6A priority Critical patent/CN113053214A/zh
Publication of CN113053214A publication Critical patent/CN113053214A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/06Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics
    • G09B23/18Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism
    • G09B23/187Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for physics for electricity or magnetism for measuring instruments

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

本发明属于电弧静特性测量技术领域,公开了一种焊接电弧静特性测试方法、系统、装置及应用,所述焊接电弧静特性测试方法采用霍尔电流传感器和霍尔电压传感器采集电流和电压信号;采用钨极氩弧焊,且电弧正极采用钨极,电弧在两个钨极之间燃烧;实验数据电子自动采集,并将实时电流和电压数值显示在计算机屏幕上,同时数据自动保存,通过U盘将图像和数据拷贝至电脑中。本发明计算机自动记录电流、电压数据,并且采集结束后,可以自动绘制出静特性曲线;采用钨极氩弧焊且电弧的正极也采用一颗较粗的钨极,将钨极安装于水冷模组中,实时对钨极冷却,避免钨极烧损,电弧稳定性极高,且避免了让学生手持碳棒引弧的操作危险性。

Description

一种焊接电弧静特性测试方法、系统、装置及应用
技术领域
本发明属于电弧静特性测量技术领域,尤其涉及一种焊接电弧静特性测试方法、系统、装置及应用。
背景技术
目前:一定弧长的焊接电弧在稳定燃烧时其电弧电压U和电弧电流I之间的关系称为焊接电弧的静态伏安特性,简称伏安特性或静特性。电弧的静特性近似呈U形曲线,故也称为U形特性。电弧电压值在不同的电流范围内是不同的,即电弧电压随电流的改变而改变。事实上,电弧电压是由电弧的阴极区压降、弧柱压降和阳极区压降三部分组成。电弧紧靠负电极的区域为阴极区。阴极区很窄,电场强度很大。在阴极表面上有一个明亮的斑,称为阴极斑点。它是电子发射时的发源地,电流密度很大,也是阴极区温度最高的地方。电弧紧靠正电极的区域为阳极区。阳极区较阴极区宽,在阳极区表面也有一个光亮的斑点,称为阳极斑点。它是集中接受电子的微小区域。阳极区电场强度比阴极区小得多。在阴极区和阳极区之间为弧柱区,其长度占弧长的绝大部分。在弧柱区充满了电子、正离子、负离子和中性的气体分子或原子,并伴随着激烈的电离反应。
焊接电流变化时,阳极区压降几乎保持不变而阴极区压降和弧柱压降却发生变化。当焊接电流较小并在Ⅰ区内增加时,阴极斑点面积小于电极端面,斑点面积随电流增大而扩大,使阴极区电流密度基本不变。但是,随电流的增加,弧柱横截面面积的扩大倍数会大于电流增加的倍数,弧柱的电流密度或电阻将减小。结果,电弧电压在Ⅰ区内下降,具有下降的静特性。当焊接电流较大并在Ⅱ区内增加时,阴极区压降还是基本不变,而弧柱横截面积却与电流值同倍数扩大,弧柱电流密度和压降也保持不变。所以,在Ⅱ区内电弧电压不随电流的增减而变化,电弧具有水平的静特性。当焊接电流更大并在Ⅲ区内增加时,阴极斑点面积和弧柱横截面面积均已不能再扩大,于是电流密度将随之增加,所以阴极区压降和弧柱压降也将随之增加。结果,电弧电压在Ⅲ区内随电流的增大而增加,电弧具有上升的静特性。
以往测量电弧静特性实验采用手工焊焊钳夹住碳棒,与石墨块之间形成电弧,由于电弧不会自动产生,因此往往需要学生手持另外一个碳棒手动引燃焊钳夹持的碳棒与石墨块之间的电弧,这个过程由于学生距离电弧较近,很容易出现电弧“打眼”,具有一定的危险性,且电弧非常不稳定。采用在焊接回路中串联电流表和在电弧两端并联电压表,实验过程中首先保证电弧长度不变,学生手动调整电流大小,电流从小到达变化时,实时读取电流表、电压表显示的数值,即得到一些列电流和电压的对应数据,将这些数据绘制成曲线即得到了电弧静特性曲线。
还有一些实验方案采用钨极氩弧焊代替碳棒和石墨块,钨极氩弧焊采用高频震荡引弧,省去了学生引弧操作,实验过程更安全,并且氩弧焊的电弧稳定性更高,但由于工件表面仍较大,电弧仍具有一定的不稳定性。而且该方案仍然采用电流表和电压表记录实验数据。现有方案电弧电流和电压通过电流表和电压表测量,需要学生实时读取数据,记录数据。采用碳棒和石墨块或钨极和钢板之间产生电弧,电弧稳定性差,影响实验结果。采用碳棒和石墨块之间产生电弧,需要学生人工引弧没具有一定危险性。学生根据记录的数据绘制静特性曲线,工作繁琐。
通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:现有焊接电弧静特性测试的实验过程操作复杂,特别是需要提前接好电流表和电压表,学生实时读取电流电压数值,实验过程繁琐,自动化成都极低。
解决以上问题及缺陷的难度为:随着传感技术的不断发展,设备自动化水平不断提高。更加自动化的电弧静特性测试系统则意味着更复杂的设计,并且需要焊接专业、机械专业、电气专业和计算机专业等多学科融合。这无疑增加了系统的设计和制作难度。
解决以上问题及缺陷的意义为:采用霍尔电压传感器和霍尔电流传感器代替传统的电压表和电流表,增加了系统稳定性,大大提高了自动化程度。采集的数据在计算机上自动生成电弧静特性曲线,提高了数据准确度,并且进一步提高电弧静特性测试的自动化程度。采用钨极氩弧焊,并且电弧正极采用一颗大直径的钨极,并且通过循环水冷却装置对该大钨极进行冷却,大大提高了电弧的稳定性,也在某种程度上提高了电弧静特性曲线测试的准确度。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种焊接电弧静特性测试方法、系统、装置及应用。
本发明是这样实现的,一种焊接电弧静特性测试方法,所述焊接电弧静特性测试方法采用霍尔电流传感器和霍尔电压传感器采集电流和电压信号;采用钨极氩弧焊,且电弧正极采用钨极,电弧在两个钨极之间燃烧;实验数据电子自动采集,并将实时电流和电压数值显示在计算机屏幕上,同时数据自动保存,通过U盘将图像和数据拷贝至电脑中。
进一步,所述焊接电弧静特性测试方法包括以下步骤:
第一步,安装好水冷钨极氩弧焊枪和地线、电压信号线正、电压信号线负;
第二步,水冷装置进水口接头和出水口接头接入循环冷却水;
第三步,转动旋转手柄,调节水冷钨极氩弧焊枪的钨极与大钨极之间的距离至合适位置2-3mm;
第四步,打开焊接电源,将电流调节至最小,并引燃电弧;
第五步,打开计算机,并打开电弧静特性测试系统软件;
第六步,按下开始按钮,并按下一次采集按钮,即实现一个电流电压数值的采集工作;
第七步,调节焊接电源的焊接电流,将焊接电流略微调大,再次按下采集按钮,即又采集一个数据点;如此循环,每次将电流调大一点后,采集一个点,直至电流达到300A;
第八步,所有点采集完毕后,将焊接电弧熄灭,按下屏幕上的采集结束按钮,并按下绘制曲线、保存曲线按钮,以及excel数据导出按钮,学生可将图形和excel数据复制到U盘;至此实验结束。
进一步,所述电压信号输入口内部连接一霍尔电压传感器,电压传感器用于获取实时电弧两端的电压信号。
进一步,电流传感器用于获取实时电流数值,电流传感器和电压传感器采集到的模拟量信号再经过单片机数据处理,处理后的结果通过串口通讯到计算机上,由静特性曲线测试分析软件显示在屏幕上。
进一步,在测试时从进水口通入冷却水,冷却水从第二水冷模组进入,水从第二水冷模组上伸出的铜管直接喷到第一水冷模组的内壁上。
进一步,将霍尔电压传感器获得的电压值和霍尔电流传感器获得的电流值通过RS-232串口通讯到计算机上,并在屏幕上显示出电压与电流的变化曲线,即得到焊接电弧静特性曲线。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述焊接电弧静特性测试方法的焊接电弧静特性测试系统,所述焊接电弧静特性测试系统包括:
静特性曲线测试机械模块,用于提供静特性测试所必须的机械装置;
静特性测试数据采集模块,用于电子实验数据自动采集;
静特性曲线测试分析模块,用于绘制曲线,输出测试结果。将采集的数据自动绘制静特性曲线;现有技术都是手工记录数据,本发明用excel或坐标纸绘图或自动绘图仪绘图,提高了自动化程度。
本发明的另一目的在于提供一种安装有所述焊接电弧静特性测试系统的焊接电弧静特性测试装置,所述焊接电弧静特性测试装置设置有:
水冷钨极氩弧焊枪;
水冷钨极氩弧焊枪上安装有信号线固定螺栓,信号线固定螺栓由铜质材料做成,信号线固定螺栓安装在水冷钨极氩弧焊枪内部的导电结构上,电压信号线负通过信号线固定螺栓固定于水冷钨极氩弧焊枪上,并于焊枪内部的导电结构导通;电压信号线正也通过地线固定螺栓固定于第二水冷模组上,且地线1与电压信号线正导通;
水冷模组包括第一水冷模组和第二水冷模组,第二水冷模组通过螺纹与第一水冷模组连接,第二水冷模组上安装有进水口接头,第一水冷模组上安装有出水口接头,大钨极通过螺纹安装在第一水冷模组上;
固定于机械装置上的电压信号线正和电压信号线负连接到静特性测试数据采集系统上的电弧电压信号输入口上,电压信号输入口内部连接一霍尔电压传感器,该电压传感器用于获取实时电弧两端的电压信号;地线1穿过静特性测试数据采集系统上的霍尔电流传感器电流孔,电流传感器用于获取实时电流数值;电流传感器和电压传感器采集到的模拟量信号再经过单片机数据处理,处理后的结果通过串口通讯到计算机上,由静特性曲线测试分析软件显示在屏幕上。
进一步,所述焊接电弧静特性测试装置还设置有:
工作台;
工作台上安装有运动平台,水冷模组上部设有凸台,工作台台面上开有孔,水冷模组放入孔内,使水冷模组上部的凸台卡在工作台台面上;
运动平台上安装有滑块,滑块上安装有焊枪固定卡,水冷钨极氩弧焊枪安装并固定于焊枪固定卡内,运动平台上安装有旋转手柄,转动旋转手柄实现滑块、焊枪固定卡和水冷钨极氩弧焊枪的上升或下降。
本发明的另一目的在于提供一种电弧静特性测量终端,所述电弧静特性测量用于实现所述的焊接电弧静特性测试方法。
结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明公开一种新型电弧静特性测试系统,与传统方案相比具有以下优点:①采用霍尔电流传感器和霍尔电压传感器将采集到的电流和电压信号输入到计算机中,计算机自动记录电流、电压数据,并且采集结束后,可以自动绘制出静特性曲线。②采用钨极氩弧焊且电弧的正极也采用一颗较粗的钨极,将钨极安装于水冷模组中,实时对钨极冷却,避免钨极烧损,电弧稳定性极高,且避免了让学生手持碳棒引弧的操作危险性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的焊接电弧静特性测试方法流程图。
图2是本发明实施例提供的焊接电弧静特性测试系统的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的焊接电弧静特性测试装置的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的进水口接头、出水口接头的结构示意图;
图5是本发明实施例提供的第一水冷模组、第二水冷模组的结构示意图;
图中:1、地线;2、水冷钨极氩弧焊枪;3、焊枪固定卡;4、焊接线缆;5、旋转手柄;6、滑块;7、运动平台;8、工作台;9、水冷模组;10、电压信号线负;11、信号线固定螺栓;12、电压信号线正;13、静特性曲线测试机械模块;14、静特性测试数据采集模块;15、静特性曲线测试分析模块;16、进水口接头;17、出水口接头;18、大钨极;19、第一水冷模组;20、第二水冷模组;21、地线固定螺栓。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种焊接电弧静特性测试方法、系统、装置及应用,下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示,本发明提供的焊接电弧静特性测试方法包括以下步骤:
S101:安装好水冷钨极氩弧焊枪和地线、电压信号线正、电压信号线负;
S102:水冷装置进水口接头和出水口接头接入循环冷却水;
S103:转动旋转手柄,调节水冷钨极氩弧焊枪的钨极与大钨极之间的距离至合适位置(2-3mm);
S104:打开焊接电源,将电流调节至最小,并引燃电弧;
S105:打开计算机,并打开电弧静特性测试系统软件;
S106:按下开始按钮,并按下一次采集按钮,即实现一个电流电压数值的采集工作;
S107:调节焊接电源的焊接电流,将焊接电流略微调大,再次按下采集按钮,即又采集一个数据点;如此循环,每次将电流调大一点后,采集一个点,直至电流达到300A;
S108:所有点采集完毕后,将焊接电弧熄灭,按下屏幕上的采集结束按钮,并按下绘制曲线、保存曲线按钮,以及excel数据导出按钮,学生可将图形和excel数据复制到自己的U盘;至此实验结束。
本发明提供的焊接电弧静特性测试方法业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施,图1的本发明提供的焊接电弧静特性测试方法仅仅是一个具体实施例而已。
如图2所示,本发明提供的焊接电弧静特性测试系统包括:
静特性曲线测试机械模块13,用于提供静特性测试所必须的机械装置。
静特性测试数据采集模块14,用于电子实验数据自动采集。
静特性曲线测试分析模块15,用于绘制曲线,输出测试结果。
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
本发明采用霍尔电流传感器和霍尔电压传感器代替电流表和电压表,不需要学生实时记录数据,并且采集的数据点可以在计算机屏幕上显示出来,实验结束后,软件自动画图,学生只需要将图片和excel存到自己的U盘里即可处理数据,大大提高了自动化程度。
如图3-图5所示,水冷钨极氩弧焊枪2上安装有信号线固定螺栓11,信号线固定螺栓11由铜质材料做成,信号线固定螺栓11安装在水冷钨极氩弧焊枪2内部的导电结构上,电压信号线负10通过信号线固定螺栓11固定于水冷钨极氩弧焊枪2上,并于焊枪内部的导电结构导通。电压信号线正12也通过地线固定螺栓21固定于第二水冷模组20上,且地线1与电压信号线正12导通。水冷模组9包括第一水冷模组19和第二水冷模组20,第二水冷模组20通过螺纹与第一水冷模组19连接,第二水冷模组20上安装有进水口接头16,第一水冷模组19上安装有出水口接头17,大钨极18通过螺纹安装在第一水冷模组19上,在测试时从进水口通入冷却水,以减小大钨极18的烧损,冷却水从第二水冷模组20进入,水从第二水冷模组20上伸出的铜管直接喷到第一水冷模组19的内壁上,实现更加有效的冷却大钨极18。
固定于机械装置上的电压信号线正12和电压信号线负10连接到静特性测试数据采集系统上的电弧电压信号输入口上,电压信号输入口内部连接一霍尔电压传感器,该电压传感器用于获取实时电弧两端的电压信号。地线1穿过静特性测试数据采集系统上的霍尔电流传感器电流孔,该电流传感器用于获取实时电流数值。电流传感器和电压传感器采集到的模拟量信号再经过单片机数据处理,处理后的结果通过串口通讯到计算机上,由静特性曲线测试分析软件显示在屏幕上。
本发明的焊接电弧静特性测试方法采用霍尔电流传感器和霍尔电压传感器采集电流和电压信号,代替传统的电流表和电压表,简化了实验操作流程。采用钨极氩弧焊,且电弧正极也采用一颗大直径的钨极,电弧可以在两个钨极之间稳定的燃烧。实验数据电子自动采集,并将实时电流和电压数值显示在计算机屏幕上,同时数据自动保存,可通过U盘将图像和数据拷贝至学生自己电脑中,便于学生处理实验数据;具体包括以下步骤:
(1)工作台8上安装有运动平台7,水冷模组9上部设有凸台,工作台8台面上开有孔,水冷模组9放入该孔内,使水冷模组9上部的凸台卡在工作台8台面上。
(2)运动平台7上安装有滑块6,滑块6上安装有焊枪固定卡3,水冷钨极氩弧焊枪2安装并固定于焊枪固定卡3内,运动平台7上安装有旋转手柄5,转动旋转手柄5可以实现滑块6、焊枪固定卡3和水冷钨极氩弧焊枪2的上升或下降。
(3)水冷模组9包括第一水冷模组19和第二水冷模组20,第二水冷模组20通过螺纹与第一水冷模组19连接,第二水冷模组20上安装有进水口接头16,第一水冷模组19上安装有出水口接头17,大钨极18通过螺纹安装在第一水冷模组19上,在测试时从进水口通入冷却水,以减小大钨极18的烧损,冷却水从第二水冷模组20进入,水从第二水冷模组20上伸出的铜管直接喷到第一水冷模组19的内壁上,实现更加有效的冷却。
(4)水冷钨极氩弧焊枪2上安装有信号线固定螺栓11,信号线固定螺栓11由铜质材料做成,信号线固定螺栓11安装在水冷钨极氩弧焊枪2内部的导电结构上,电压信号线负10通过信号线固定螺栓11固定于水冷钨极氩弧焊枪2上,并于焊枪内部的导电结构导通。
(5)第二水冷模组20上安装有地线固定螺栓21,地线1通过地线固定螺栓21固定于第二水冷模组20上。电压信号线正12也通过地线固定螺栓21固定于第二水冷模组20上,且地线1与电压信号线正12导通。
(6)电压信号线负10和电压信号线正12分别连接至霍尔电压传感器的信号端子上,以获取实时的电压信号。地线1穿过穿孔型霍尔电流传感器以获得实时的电流数据。
(7)将霍尔电压传感器获得的电压值和霍尔电流传感器获得的电流值通过RS-232串口通讯到计算机上,并在屏幕上显示出电压与电流的变化曲线,即得到焊接电弧静特性曲线。
本发明的静特性曲线测试分析包括:在实验开始时,点击“开始”按钮,之后每调节一个电流数值,都点一下“采集”按钮,每点一次“采集”按钮,系统即自动采集一个电流电压数值,并将数值显示在右侧列表中,同时在左侧坐标图中标记一个数据点。当所有数据点采集完成后,点击“采集结束”按钮,和“绘制曲线”按钮,软件自动将所有采集的数据点绘制出一条电弧静特性曲线。之后点击“保存曲线”和“Excel数据导出”按钮,即可将静特性曲线图和所有采集的数据点数值都保存到计算机硬盘里,学生将图和数据复制回去,处理实验数据。
实验表明,本发明的一种焊接电弧静特性测试系统实验效果非常好,大大简化了实验流程,提高了自动化程度。同时由于实验结果学生可以复制到自己U盘,学生反应实验报告的撰写更加方便,同时较以往采用电流表电压表读取数值的方式,实验结果更准确,实验误差更小,获得有益效果。测焊接电弧静特性曲线即需要引燃电弧,那么电弧的稳定性对静特性曲线的测试具有较大的影响。电弧静特性曲线可以选择用碳棒和石墨块做焊接电弧的两极,也可以采用钨极和钢板之间产生电弧,但上述两种方案的电弧,由于石墨块和钢板表面太大,电弧可能在石墨块或钢板表面飘动,导致电弧不稳定,影响实验结果。而若电弧两级都采用尖端放电的方式则可以较大程度上提升电弧的稳定性,以往方案中之所以采用石墨块或钢板做电极而不用某种带尖端的物体,主要是由于电弧正极收到巨大的热输入,一般的材料很容易烧损,如果用一般的金属材料做一个带尖端的正极,则此尖端很快就会被烧至熔化,特别是静特性曲线测试过程中还需要使用最大300A的大电流,很难保证正极尖端在整个静特性曲线测试过程中保持完整性。实验表明,采用此种方式可以有效的保证大钨极18的使用寿命,目前采用此冷却装置已经测量约50条静特性曲线,但此时大钨极18仍未发生肉眼可见的烧损。
在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
应当注意,本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现;软件部分可以存储在存储器中,由适当的指令执行系统,例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现,例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现,也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现,也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,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,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种焊接电弧静特性测试方法,其特征在于,所述焊接电弧静特性测试方法采用霍尔电流传感器和霍尔电压传感器采集电流和电压信号;采用钨极氩弧焊,且电弧正极采用钨极,电弧在两个钨极之间燃烧;实验数据电子自动采集,并将实时电流和电压数值显示在计算机屏幕上,同时数据自动保存,通过U盘将图像和数据拷贝至电脑中。
2.如权利要求1所述的焊接电弧静特性测试方法,其特征在于,所述焊接电弧静特性测试方法包括以下步骤:
第一步,安装好水冷钨极氩弧焊枪和地线、电压信号线正、电压信号线负;
第二步,水冷装置进水口接头和出水口接头接入循环冷却水;
第三步,转动旋转手柄,调节水冷钨极氩弧焊枪的钨极与大钨极之间的距离至合适位置2-3mm;
第四步,打开焊接电源,将电流调节至最小,并引燃电弧;
第五步,打开计算机,并打开电弧静特性测试系统软件;
第六步,按下开始按钮,并按下一次采集按钮,即实现一个电流电压数值的采集工作;
第七步,调节焊接电源的焊接电流,将焊接电流略微调大,再次按下采集按钮,即又采集一个数据点;如此循环,每次将电流调大一点后,采集一个点,直至电流达到300A;
第八步,所有点采集完毕后,将焊接电弧熄灭,按下屏幕上的采集结束按钮,并按下绘制曲线、保存曲线按钮,以及excel数据导出按钮,学生可将图形和excel数据复制到U盘;至此实验结束。
3.如权利要求2所述的焊接电弧静特性测试方法,其特征在于,所述电压信号输入口内部连接一霍尔电压传感器,电压传感器用于获取实时电弧两端的电压信号。
4.如权利要求2所述的焊接电弧静特性测试方法,其特征在于,电流传感器用于获取实时电流数值,电流传感器和电压传感器采集到的模拟量信号再经过单片机数据处理,处理后的结果通过串口通讯到计算机上,由静特性曲线测试分析软件显示在屏幕上。
5.如权利要求2所述的焊接电弧静特性测试方法,其特征在于,在测试时从进水口通入冷却水,冷却水从第二水冷模组进入,水从第二水冷模组上伸出的铜管直接喷到第一水冷模组的内壁上。
6.如权利要求2所述的焊接电弧静特性测试方法,其特征在于,将霍尔电压传感器获得的电压值和霍尔电流传感器获得的电流值通过RS-232串口通讯到计算机上,并在屏幕上显示出电压与电流的变化曲线,即得到焊接电弧静特性曲线。
7.一种实施权利要求1~6任意一项所述焊接电弧静特性测试方法的焊接电弧静特性测试系统,其特征在于,所述焊接电弧静特性测试系统包括:
静特性曲线测试机械模块,用于提供静特性测试所必须的机械装置;
静特性测试数据采集模块,用于电子实验数据自动采集;
静特性曲线测试分析模块,用于绘制曲线,输出测试结果。
8.一种安装有权利要求7所述焊接电弧静特性测试系统的焊接电弧静特性测试装置,其特征在于,所述焊接电弧静特性测试装置设置有:
水冷钨极氩弧焊枪;
水冷钨极氩弧焊枪上安装有信号线固定螺栓,信号线固定螺栓由铜质材料做成,信号线固定螺栓安装在水冷钨极氩弧焊枪内部的导电结构上,电压信号线负通过信号线固定螺栓固定于水冷钨极氩弧焊枪上,并于焊枪内部的导电结构导通;电压信号线正也通过地线固定螺栓固定于第二水冷模组上,且地线1与电压信号线正导通;
水冷模组包括第一水冷模组和第二水冷模组,第二水冷模组通过螺纹与第一水冷模组连接,第二水冷模组上安装有进水口接头,第一水冷模组上安装有出水口接头,大钨极通过螺纹安装在第一水冷模组上;
固定于机械装置上的电压信号线正和电压信号线负连接到静特性测试数据采集系统上的电弧电压信号输入口上,电压信号输入口内部连接一霍尔电压传感器,该电压传感器用于获取实时电弧两端的电压信号;地线1穿过静特性测试数据采集系统上的霍尔电流传感器电流孔,电流传感器用于获取实时电流数值;电流传感器和电压传感器采集到的模拟量信号再经过单片机数据处理,处理后的结果通过串口通讯到计算机上,由静特性曲线测试分析软件显示在屏幕上。
9.如权利要求8所述的焊接电弧静特性测试装置,其特征在于,所述焊接电弧静特性测试装置还设置有:
工作台;
工作台上安装有运动平台,水冷模组上部设有凸台,工作台台面上开有孔,水冷模组放入孔内,使水冷模组上部的凸台卡在工作台台面上;
运动平台上安装有滑块,滑块上安装有焊枪固定卡,水冷钨极氩弧焊枪安装并固定于焊枪固定卡内,运动平台上安装有旋转手柄,转动旋转手柄实现滑块、焊枪固定卡和水冷钨极氩弧焊枪的上升或下降。
10.一种电弧静特性测量终端,其特征在于,所述电弧静特性测量用于实现权利要求1~6任意一项所述的焊接电弧静特性测试方法。
CN202110262052.6A 2021-03-10 2021-03-10 一种焊接电弧静特性测试方法、系统、装置及应用 Pending CN113053214A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110262052.6A CN113053214A (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种焊接电弧静特性测试方法、系统、装置及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110262052.6A CN113053214A (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种焊接电弧静特性测试方法、系统、装置及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113053214A true CN113053214A (zh) 2021-06-29

Family

ID=76511141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110262052.6A Pending CN113053214A (zh) 2021-03-10 2021-03-10 一种焊接电弧静特性测试方法、系统、装置及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113053214A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114131146A (zh) * 2021-12-21 2022-03-04 一重集团大连核电石化有限公司 一种双钨极自动焊接控制方法及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2807699Y (zh) * 2005-07-06 2006-08-16 张旭 大电流等离子焊枪
CN201552375U (zh) * 2009-06-23 2010-08-18 上海科米钢管有限公司 Tig氩弧焊高效冷却结构焊枪
CN102009258A (zh) * 2010-11-29 2011-04-13 苏州市南方欣达双金属材料有限公司 水冷焊枪
CN104148785A (zh) * 2014-08-07 2014-11-19 哈尔滨工程大学 基于中心填丝的可控分流双钨极耦合电弧焊枪装置及焊接方法
CN110788460A (zh) * 2019-12-02 2020-02-14 合肥工业大学 一种电弧长度调节器
CN112433131A (zh) * 2020-11-10 2021-03-02 珠海格力电器股份有限公司 一种电弧分析系统、方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2807699Y (zh) * 2005-07-06 2006-08-16 张旭 大电流等离子焊枪
CN201552375U (zh) * 2009-06-23 2010-08-18 上海科米钢管有限公司 Tig氩弧焊高效冷却结构焊枪
CN102009258A (zh) * 2010-11-29 2011-04-13 苏州市南方欣达双金属材料有限公司 水冷焊枪
CN104148785A (zh) * 2014-08-07 2014-11-19 哈尔滨工程大学 基于中心填丝的可控分流双钨极耦合电弧焊枪装置及焊接方法
CN110788460A (zh) * 2019-12-02 2020-02-14 合肥工业大学 一种电弧长度调节器
CN112433131A (zh) * 2020-11-10 2021-03-02 珠海格力电器股份有限公司 一种电弧分析系统、方法及装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114131146A (zh) * 2021-12-21 2022-03-04 一重集团大连核电石化有限公司 一种双钨极自动焊接控制方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9108264B2 (en) Systems and methods for diagnosing secondary weld errors
US20140116999A1 (en) Arc welding apparatus, constant voltage characteristic welding power source, and method for performing arc welding
CN113053214A (zh) 一种焊接电弧静特性测试方法、系统、装置及应用
US3128371A (en) Method of predicting current distribution in an electroplating tank
CN110788460A (zh) 一种电弧长度调节器
Palani et al. Modeling and simulation of wire feed rate for steady current and pulsed current gas metal arc welding using 317L flux cored wire
CN100482396C (zh) 微束等离子弧扫描式焊缝跟踪传感器
CN109290659A (zh) 一种电弧长度测量装置及其方法
CN113053224A (zh) 一种焊接电源外特性测试实验教学控制系统及方法
US5621751A (en) Controlling electrode gap during vacuum arc remelting at low melting current
Mills Use of emission spectroscopy for welding arc analysis
Zanner et al. Behavior of sustained high-current arcs on molten alloy electrodes during vacuum consumable arc remelting
Corbella et al. Reverse battery model for anodic arc discharges near atmospheric pressure
US20130213947A1 (en) Method of rating a stick electrode
KR100465087B1 (ko) 다용도 주사전기 탐침시스템 및 이를 이용한 탐침방법
Keilsohn et al. The use of a microarc atomizer for sample introduction into an inductively coupled plasma
CN112345816A (zh) 一种感应测量电流的设备
Ślązak Analysis of instantaneous values of current and voltage parameters in the evaluation of process stability of shielded electrode welding
CN111215727A (zh) 焊接短路燃弧的检测方法、装置
CN221746161U (zh) 大电流计量工装设备
CN213398752U (zh) 通用精密线材导电性测试仪器
CN216500814U (zh) 一种超精密ntc配温电阻筛选设备
CN113960231B (zh) 一种无放射源的ecd检测器及方法
CN213275726U (zh) 一种双钳相位伏安表
CN219417598U (zh) 一种高精度回路电阻测试仪

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210629