CN204135569U - 一种中厚板材的等离子与双tig组合焊接装置 - Google Patents
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Abstract
一种中厚板材的等离子与双TIG组合焊接装置，属于等离子及TIG焊接设备技术领域，用于提高中厚板材的等离子及TIG焊接的效率和焊接质量。其技术方案是：本实用新型采用两台TIG焊接与等离子焊机进行组合，两台焊接电源的工艺参数设置非常灵活，彼此可以独立调节，同时又需要互相协调工作，使两个电弧以交替脉冲方式进行焊接，尽量减少两个电弧之间的相互作用力，以利于电弧和焊接过程的稳定，有效解决双弧的干扰。本实用新型充分发挥等离子与TIG组合焊接的优势，是等离子和TIG组合焊接技术的创新。本实用新型有效地提高了中厚板材的等离子焊接效率，保证了焊接质量，满足了生产发展的需要，具有显著的经济效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于中厚板材的等离子与TIG组合焊接装置，属于等离子及TIG焊接设备技术领域。
背景技术
目前，使用等离子焊接或其组合焊接方法中，主要有以下三种焊接方法。
1．等离子填丝焊接方法。采用此方法存在两大不足：一是组对间隙及错边量要求高；二是焊接过程适应能力差。
2．等离子与TIG焊接方法。TIG焊是钨极惰性气体保护焊的缩写，采用此方法虽然可以利用TIG焊接方法良好的覆盖能力，但是由于受到TIG焊接速度的限制，等离子高速焊接时，很难与等离子同时进行焊接。目前生产企业通常是先采用等离子打底焊接，然后再用TIG焊进行填充盖面焊接，这样大大降低了生产效率。
3．等离子与热丝TIG焊接方法。采用此方法虽然可以增大熔敷率，但是不足之处是，热丝必须与母材接触，形成导电回路，否则会产生焊丝飞溅，容易夹渣，影响焊缝质量。
上述三种方法都存在难以克服的不足，特别是在中厚板材的焊接中，虽然现有的等离子与TIG组合的焊接方法采用了不同的组合方式，但是依然存在着焊接时间长、生产效率低、焊接质量不能得到有效保证的缺点，不能发挥等离子焊接与TIG焊接的组合优势，难以满足用户的需求，成为制约生产快速发展的难题，迫切需要加以解决。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种中厚板材的等离子与双TIG组合焊接装置，这种焊接装置能够克服现有技术的不足，充分发挥等离子与TIG组合焊接的优势，有效提高中厚板材的焊接效率，保证焊接质量，满足生产发展的需要。
解决上述技术问题的技术方案是：
一种中厚板材的等离子与双TIG焊接装置，它包括等离子焊机、等离子控制器、等离子冷却装置、焊接机头、等离子焊枪、TIG焊机、TIG焊枪，TIG焊枪上配有保护气体及冷却装置，其改进之处是，它有两台TIG焊机和两把TIG焊枪及两套保护气体和冷却装置，两把TIG焊枪分别连接到两台TIG焊机上，两把TIG焊枪上分别配有保护气体及冷却装置，等离子焊枪和双TIG焊枪安装在焊接机头上，等离子焊枪在前，双TIG焊枪在后，两把TIG焊枪的控制端分别与两台TIG焊机相连接，两台TIG焊机分别与协同控制器相连接。
上述中厚板材的等离子与双TIG组合焊接装置，所述两台TIG焊机分别与两块带DA接口的ARM执行器相连接，两个ARM执行器分别通过CAN总线与Linux嵌入式控制器相连接，Linux嵌入式控制器通过RS422接口或IO与可编程序控制器PLC连接，Linux嵌入式控制器还分别通过USB、VGA与输入设备和显示器相连接。
上述中厚板材的等离子与双TIG组合焊接装置，所述等离子焊枪与待焊平面保持垂直，双TIG焊枪之间有可调夹角，双TIG焊枪与待焊平面有可调夹角，双TIG焊枪附有双TIG焊枪摆动机构、送丝机构及双TIG焊接拖罩。
上述中厚板材的等离子与双TIG焊接装置，所述TIG焊枪与待焊平面的垂直线之间的夹角可调范围分别为0~45°。
上述中厚板材的等离子与双TIG焊接装置，所述两把TIG焊枪的钨极尖端距离为2~10mm，钨极尖端与工件表面距离为2~6mm。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型在双TIG焊接过程中，两台焊接电源的工艺参数设置非常灵活，彼此可以独立调节，同时又需要互相协调工作，使两个电弧以交替脉冲方式进行焊接，尽量减少两个电弧之间的相互作用力，以利于电弧和焊接过程的稳定，有效解决双弧的干扰。
本实用新型克服了现有技术的不足，采用两台TIG焊接与等离子焊机进行组合，充分发挥等离子与TIG组合焊接的优势，解决了现有技术中存在的中厚板等离子焊接效率低下和难以保证质量的难题，是等离子和TIG组合焊接技术的创新，有效地提高了中厚板材的等离子焊接效率，保证了焊接质量，满足了生产发展的需要，具有显著的经济效益。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的等离子焊枪与双TIG焊枪的安装示意图；
图3是本实用新型的双TIG焊接协同控制框图；
图4是本实用新型的双TIG焊接时序控制图。
图中标记如下：等离子焊机1、等离子冷却装置2、等离子控制器3、工件4、等离子焊接拖罩5、等离子焊枪6、焊接参数显示及调节装置7、焊缝对中机构8、等离子弧长调节机构9、焊接机头10、双TIG焊枪摆动机构11、送丝轮12、焊丝盘13、双TIG弧长调节机构14、第一TIG焊枪15、第二TIG焊枪16、双TIG位置与角度调节装置17、送丝机构18、双TIG焊接拖罩19、离子气20、保护气21、等离子拖罩保护气22、第一TIG焊枪保护气23、第二TIG焊枪保护气24、双TIG拖罩保护气25、PLC控制装置26、第二TIG焊接冷却水箱27、第二TIG焊机28、第一TIG焊接冷却水箱29、第一TIG焊机30、开关信号31、第一TIG焊机脉冲电流波形32、第二TIG焊机反向脉冲电流波形33、第二TIG焊机同步脉冲电流波形34、第二TIG焊机相位差脉冲电流波形35、送丝速度36、焊接速度37的波形。
具体实施方式
本实用新型是一种中厚板材的等离子与双TIG组合焊接装置，这种焊接装置能够克服现有技术的不足，充分发挥等离子与TIG组合焊接的优势，有效提高中厚板材的焊接效率，保证焊接质量。
本实用新型的等离子与双TIG组合焊接装置包括等离子焊机1、等离子冷却装置2、等离子控制器3、焊接机头10、等离子焊枪6、焊缝对中机构8、等离子弧长调节机构9、送丝轮12、焊丝盘13、双TIG弧长调节机构14、双TIG位置与角度调节装置17、第一TIG焊枪15、第二TIG焊枪16、送丝机构18、双TIG焊接拖罩19、双TIG焊枪摆动机构11、离子气20、保护气21、等离子拖罩保护气22、第一TIG焊枪保护气23、第二TIG焊枪保护气24、双TIG拖罩保护气25、PLC控制装置26、第二TIG焊接冷却水箱27、第二TIG焊机28、第一TIG焊接冷却水箱29、第一TIG焊机30。
图中显示，第一TIG焊枪15和第二TIG焊枪16分别连接到第一TIG焊机30和第二TIG焊机28上，两把TIG焊枪上分别配有保护气体及冷却装置。
图中显示，等离子焊枪6和双TIG焊枪安装在焊接机头10上，等离子焊枪6在前，双TIG焊枪在后，等离子焊枪6与待焊平面保持垂直，双TIG焊枪之间有可调夹角，双TIG焊枪与待焊平面有可调夹角，双TIG焊枪附有双TIG焊枪摆动机构11、送丝机构18及双TIG焊接拖罩19。
图中显示，两台TIG焊机的控制端分别与两块带DA接口的ARM执行器相连接，两个ARM执行器分别通过CAN总线与Linux嵌入式控制器相连接，Linux嵌入式控制器通过RS422接口或IO与可编程序控制器PLC连接，Linux嵌入式控制器还分别通过USB、VGA与输入设备和显示器相连接。
图中显示，在双TIG焊接时序控制图中，可以看到开关信号31、第一TIG焊机脉冲电流波形32、第二TIG焊机反向脉冲电流波形33、第二TIG焊机同步脉冲电流波形34、第二TIG焊机相位差脉冲电流波形35、送丝速度36、焊接速度37的波形。其中第一TIG焊机脉冲电流波形32与第二TIG焊机反向脉冲电流波形33的相位相反，第一TIG焊机脉冲电流波形32与第二TIG焊机同步脉冲电流波形34的相位相同。
在双TIG焊接过程中，两台焊接电源的工艺参数设置需要非常灵活，彼此可以独立调节，同时又需要互相协调工作，使两个电弧以交替脉冲方式进行焊接，尽量减少两个电弧之间的相互作用力，以利于电弧和焊接过程的稳定，有效解决双弧的干扰。
使用Linux嵌入式控制器完成对焊接参数的设定和脉冲的解析，使用两块带DA接口的ARM执行器完成对两台TIG焊机的焊接控制，Linux嵌入式控制器与ARM执行器之间通过CAN总线接口使用既定协议完成焊接脉冲信号的传输。Linux嵌入式控制器根据设定的参数和焊枪启停信号计算出控制脉冲信号通过CAN总线实时发送给ARM执行器，ARM执行器根据接收的脉冲信号最终完成对两台TIG焊机的协同控制。Linux嵌入式控制器与控制运动的PLC通过RS422接口或IO连接，用以接收TIG焊枪开关信号，根据设定参数解析向执行器发送命令，ARM执行器通过DA控制TIG焊机工作。
Linux嵌入式控制器与ARM执行器之间参数的传输与控制信号时序的控制，Linux嵌入式控制器获取TIG焊枪启停信号从而控制TIG焊机的协调工作。Linux嵌入式控制器从PLC获取两台TIG焊机的TIG焊枪启停信号后，将已设定TIG焊机的工作参数解析，根据时序要求分别计算出脉冲信号，向ARM执行器发出控制数据帧，ARM执行器收到控制脉冲信号后即时向TIG焊机发送脉冲信号控制TIG焊机工作，从而实现协同控制要求。
本实用新型的自动等离子焊接参数为：
焊接电流100～400A，焊接电压15～40V，钨极直径2.4～6.4mm，喷嘴孔径2～5mm，焊枪高度3～8mm，极性为直流正接。
本实用新型的自动双TIG焊接参数为：
焊接电流50～400A，焊接电压10～30V，相位差180°，焊枪夹角0～90°，钨极间距2～10mm，钨极直径2.0～6.4mm，直流正接。
本实用新型的等离子焊接与双TIG组合焊接的焊接速度范围为150～800mm/min。
Claims (5)
1.一种中厚板材的等离子与双TIG组合焊接装置，它包括等离子焊机（1）、等离子冷却装置（2）、等离子控制器（3）、焊接机头（10）、等离子焊枪（6）、TIG焊机、TIG焊枪，TIG焊枪上配有保护气体及冷却装置，其特征在于：它有两台TIG焊机和两把TIG焊枪及两套保护气体和冷却装置，两把TIG焊枪分别连接到两台TIG焊机上，两把TIG焊枪上分别配有保护气体及冷却装置，等离子焊枪（6）和双TIG焊枪安装在焊接机头（10）上，等离子焊枪（6）在前，双TIG焊枪在后，两把TIG焊枪的控制端分别与两台TIG焊接相连接，两台TIG焊机分别与协同控制器相连接。
2.根据权利要求1所述的中厚板材的等离子与双TIG组合焊接装置，其特征在于：所述两台TIG焊机分别与两块带DA接口的ARM执行器相连接，两个ARM执行器分别通过CAN总线与Linux嵌入式控制器相连接，Linux嵌入式控制器通过RS422接口或IO与可编程序控制器PLC连接，Linux嵌入式控制器还分别通过USB、VGA与输入设备和显示器相连接。
3.根据权利要求1所述的中厚板材的等离子与双TIG组合焊接装置，其特征在于：所述等离子焊枪（6）与待焊平面保持垂直，双TIG焊枪之间有可调夹角，双TIG焊枪与待焊平面有可调夹角，双TIG焊枪附有双TIG焊枪摆动机构（11）、送丝机构（18）、双TIG焊接拖罩（19）。
4.根据权利要求3所述的中厚板材的等离子与双TIG组合焊接装置，其特征在于：所述TIG焊枪与待焊平面的垂直线之间的夹角可调范围分别为0~45°。
5.根据权利要求4所述的中厚板材的等离子与双TIG组合焊接装置，其特征在于：所述两把TIG焊枪的钨极尖端距离为2~10mm，钨极尖端与工件表面距离为2~6mm。
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| CN104308380A (zh) * | 2014-10-17 | 2015-01-28 | 唐山开元焊接自动化技术研究所有限公司 | 一种中厚板材的等离子与双tig组合焊接装置及方法 |
| CN106001952A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-10-12 | 沈阳博帅材料科技有限公司 | 一种等离子弧-tig复合焊接铝合金的方法 |
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| CN115070181A (zh) * | 2021-03-16 | 2022-09-20 | 上海梅山钢铁股份有限公司 | 一种提高等离子焊接质量的方法 |
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2014
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