CN206764099U - 带ccd照相机监控的光机电一体化焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械清洗与焊接装置，具体涉及带CCD照相机监控的光机电一体化焊接装置，该装置由焊件、电弧、喷射枪、电热吹风机、惰性气体管道、CCD照相机等组成；所述的电源柜以及控制系统的负极通过焊接电线与焊件相连接，所述的电源柜以及控制系统为两个脉冲叠加，所述的CCD照相机为彩色CCD照相机，其像素在25万～28万之间、彩色分辨率为420线；本实用新型装置使用了CCD相机监控铝合金厚板焊接时熔池、焊丝、焊缝情况，以便及时调整脉冲电流、焊枪前进速度等参数，大大提高了铝合金的焊缝质量。焊接前采用丙酮喷射清洗，焊缝机械强度高，可适用于精密机械制造行业以及焊接要求非常高的铝合金焊接场合。

Description

带CCD照相机监控的光机电一体化焊接装置

技术领域

本实用新型涉及机械清洗与焊接设备，具体涉及带CCD照相机监控的光机电一体化焊接装置。

背景技术

众所周知，铝合金的焊接与一般的碳钢，不锈钢等的焊接不同，有很多问题需要解决。本实用新型从铝合金材料在焊接中的特点以及焊接难点出发，来解决铝合金的焊接强度问题。铝合金热导率很大，大约为钢的2 到4倍，同时耐热性很差，一般铝合金均不耐高温，膨胀系数大，容易产生焊接变形，焊接裂纹倾向也很明显，而且越薄的铝合金板材越难焊接，容易焊穿。铝合金焊接中极易产生气孔，由于在熔池中的氢气不能在焊缝成型之前排出就导致了焊缝中存在气孔。铝合金表面直接暴露在空气中特别容易在表面产生一层难熔的氧化模(成分为三氧化二铝)，这层氧化膜的熔点高达2000多度，因此在进行钨极氩弧焊时会产生氧化模，导致打不透无法焊接等情况。铝合金的焊接接头软化情况严重，焊缝强度系数均低于母材。铝合金材料在溶化状态下表面张力小，很容易凹陷。众所周知，铝合金在焊接时主要存在以下问题：1、氧化能力强。铝与氧的亲合力很大，极易生成三氧化二铝薄膜。该氧化膜的熔点较高(可以达2050℃)，而铝合金熔点仅660℃，焊接时难以熔化，另外密度也大，因此易在焊缝中形成氧化物夹渣。同时氧化膜逸出功低，易发射电子，致使焊接电弧不稳，因此，在焊接之前必须将焊接区的氧化膜清除干净。2、易产生气孔。氢在铝中的熔解度随温度上升而增加，但与凝固点相比，氢的溶解度下降20倍，故铝合金在冷却凝固时，将有大量氢气析出，所以当焊接过程中存在参数不合适或操作不当等问题时则焊缝中极易形成气孔。3、膨胀系数较大，热裂纹倾向高。焊接时其膨胀量约为钢的2倍，凝固时铝合金的体积减少量约为5％，故焊接变形较大，所以当构件刚性较大或焊缝存在缺陷时在焊缝中、熔合线及热影响区易产生裂纹。4、合金元素烧损，接头性能下降。铝合金中如Zn、Mg等低沸点合金元素在电弧的高温作用下极易蒸发而烧损，使焊缝的合金成分降低，最终导致接头的机械性能下降比较明显，存在热影响区软化现象，这与钢焊接头是完全不同。所以，焊接铝合金要选择热量集中的焊接方法、正确的焊接材料及焊接规范；5、铝导热快，热容量大。必须采用热量集中的焊接方法，对较厚的铝板还必须预热(一般板厚≥10mm)；6、铝合金由固态转为液态时，没有明显的颜色变化，容易造成焊塌而形成焊瘤。当然，在进行铝管的焊接时，为了达到单面焊双面成形，焊接时的关键点就是焊缝必须有适量的塌陷，这要求焊工在操作时更要注意观察熔池。

MIG焊是熔化极惰性气体保护电弧焊(Metal Inert-gas Welding)方法，它是使用实芯焊丝作为熔化电极，并以外加惰性气体(Ar或He)作为电弧介质，同时保护熔滴、熔池及焊接区域高温金属。脉冲MIG焊(英文为Pulsed Metal Inert-gas Welding)则是脉冲熔化极惰性气体保护电弧焊方法，它是在熔化极惰性气体保护电弧焊的基础上，通过焊接电源控制，使焊接电流呈现脉冲式周期性变化，在每个脉冲周期中的焊接电流均呈现大小不同的脉冲峰值和脉冲基值，在脉冲峰值时段，电流值大于喷射过渡临界电流值，其电弧形态和通常的喷射过渡电弧形态相同，此时对焊丝及工件强烈加热并使之熔化，促使焊丝熔滴处于射流过渡焊接状态，同时在工件加热处建立熔池；而在脉冲基值时段，由于电流值很小，其作用主要是维持电弧燃烧持续，并对焊丝起预热作用，不需要产生熔滴过渡。所以，脉冲MIG焊可以在平均焊接电流低于喷射过渡临界电流值的状况下，进行射滴过渡焊接；并且能够通过控制每个电流脉冲峰值的大小及其持续时间，即可以有效地控制每个脉冲的焊接能量。脉冲MIG焊有三种熔滴过渡形式，分别为一脉一滴、一脉多滴、多脉一滴形式。其中多脉一滴会形成大滴过渡，不利于焊接，是应该避免的；一脉多滴为射流过渡状态，实践证明是一种理想的焊接过渡状态；一脉一滴是最佳的一种熔滴过渡形式，其熔滴大小较均匀，过渡有规律，且方向性强、飞溅少，能有效地提高铝合金高焊接质量。本实用新型经过试验表明：对铝合金双丝焊熔滴过渡，双丝焊熔滴是以亚射流和射滴为主，短路、射流及其它变异形式为辅的形式过渡。

近十多年来脉冲MIG焊获得快速发展和应用，尤其在建筑、机械、电子、车辆、航空航天等大量使用铝合金类轻质节能材料的工业生产领域。特别是为了适应铝合金类轻质材料的焊接需要出现了双脉冲MIG焊接技术。该焊接方法可以精确控制焊丝熔化速度及对母材的焊接热量输入，同时由于强弱脉冲电流对熔池的交替冲击作用，能够改善焊缝组织和外观成形，所以，该方法尤其适合于薄板类、窄间隙、全位置等特殊焊接工艺以及高强度、热敏感材料的焊接。德国克鲁斯(CLOOS)公司生产的全数字化脉冲MIG/MAG焊机-GLC403/603QUINTO，其人机交互系统使用高清晰度大屏幕液晶显示；内存储量大，可容纳两万条焊接参数；其内置的焊接专家系统，可实现一元化调节；脉冲参数皆可调节，如脉冲频率、送丝速度、脉冲时间、基值电流、脉冲形式、脉冲电压等；具备各种数字接口，并且易于焊接控制与自动化，可以控制外围设备。如此便可充分发挥操作人员的经验及智慧，对特殊材料焊接，可以自主确定相应焊接参数。

焊接铝合金需要最干净的准备工作，否则其抗腐蚀能力下降，而且容易产生气孔。焊接铝合金应该与焊钢的习惯彻底区分，焊钢已经用过的工具，严禁焊接铝合金时使用。清理焊缝区域的氧化膜等杂质，尽可能使用不锈钢刷或者用丙酮清洗。不能使用砂轮打磨，因为使用砂轮打磨只会使氧化膜熔合在焊材表面，而不会真正去除。而且如果使用硬质砂轮，其中的杂质会进入焊缝，导致热裂纹。此外，由于氧化铝膜在极短的时间内又会重新生成和堆积，为了使氧化膜尽可能少地影响焊缝，清理完毕后应立即施焊。

本实用新型中的关于CCD相机，CCD为英文缩写，CCD的英文全称：Charge-coupledDevice，中文全称：电荷耦合元件，可以称为CCD 图像传感器。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。 CCD上植入的微小光敏物质称作像素。如果一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号。CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。作为一种光数转化元件，CCD相机已被广泛应用。本实用新型使用CCD相机监控铝合金厚板焊接时熔池、焊丝、焊缝情况，以便及时调整脉冲电流、焊枪前进速度，提高焊缝质量。

发明内容

本实用新型针对上述铝合金厚板存在的难点问题进行细致分析，提出了铝合金厚板新装置、新方法，该设备携带丙酮喷射枪、不锈钢刷、电热吹风等部件，通过试验表明，可使铝合金焊接强度大幅度提升，焊缝抗拉强度超过280MPa。

本实用新型涉及的技术解决方案：

如图1、2所示，带CCD照相机监控的光机电一体化焊接装置，其特征在于：该设备由焊件1、电弧2、焊丝3、焊丝盘4、送丝滚轮5、导电嘴6、保护罩7、保护气体8、熔池9、焊缝金属10、不锈钢刷21、喷射管道22、喷射枪23、不锈钢容器24、电热吹风机25、惰性气体管道 26、控制线27、焊接电线28、接地线29、电源柜以及控制系统30、保险丝31、三相闸刀32、混合气瓶33、加热导线34、电磁阀35、携带压力表的减压阀36、氦气减压阀37、氦气加热器38、氦气流量计39、氦气瓶 40、气体配比器41、气体流量计42、遥控器43、CCD照相机44组成；如图1所示，所述的电源柜以及控制系统30的负极通过焊接电线28与焊件1相连接，所述的电源柜以及控制系统30的正极通过焊接电线28与导电嘴6相连接；所述的电源柜以及控制系统30为两个脉冲叠加，即在一个固定的高频脉冲上叠加一个低频脉冲焊机，其固定的高频脉冲为259 赫兹；如图2所示，所述的焊丝3为2根焊丝(另一根焊丝在正后方，所以没有画出)放置在同一个焊枪嘴内，而且2根焊丝3分别由2个所述的电源柜以及控制系统30供电以及控制，2根焊丝3协同控制交替接通脉冲电流，其相位差为180度；所述的焊丝盘4为2只前后布置，所述的送丝滚轮5为4只，每2只送丝滚轮组成一组来驱动焊丝3，2根所述的焊丝3行走速度不一样，其中一根焊丝3速度是10～11米/分钟，另外一根焊丝3速度是8～9米/分钟；所述的氦气瓶40的瓶口安装有氦气流量计 39，同时在氦气瓶40出口还安装有氦气减压阀37、氦气加热器38；所述的混合气瓶33和氦气瓶40释放惰性气体经过气体配比器41的合理匹配以及气体流量计42的测量，再经过电磁阀35的控制，所述的气体配比器 41、气体流量计42、电磁阀35通过惰性气体管道26相互串联，汇总至保护罩7内部形成保护气体8，所述的保护罩7呈圆筒状，保护气体8从圆筒状的保护罩7内喷向熔池9的周围；所述的电源柜以及控制系统30的电流值为100～350安培，其电压值为20～24伏特；所述的气体配比器 41采用70％混合气瓶33里的氩气与氧气，另外再用30％氦气瓶40里氦气进行配比，所述的气体配比器41里设有2个进气阀门，随着被焊接的焊件1厚度增加逐步加大氦气的释放比例同时缩小氩气的释放比例；所述的电热吹风机25出风口安装有温度传感器，设置其出风的温度为80℃～ 100℃之间，在电热吹风机25的出风口还安装有自动检测反馈电路系统，即出口温度高于100℃电热吹风机25自动停机，当温度低于80℃电热吹风机25自动开机；(对与板厚超过10mm的铝合金厚板进行焊接时，都要进行焊前预热，以防止由于预热不够造成焊不透，预热温度控制在 70℃～120℃之间，层间温度控制在60℃～100℃之间。预热温度过高，除作业环境恶劣外，还有可能对铝合金的合金性能造成影响，出现接头软化，焊缝外观成形不良等现象。层间温度过高还会使铝焊热裂纹的产生机率增加)。所述的焊件1被夹装在气动夹具上，气动夹具又安装在传输台上，焊接前在焊件1的被焊接处开设35度的坡口，在焊件1旁边设有旋转的不锈钢刷21，以便及时清理焊缝区域的氧化膜等杂质，不锈钢刷21 旁边又设有丙酮的喷射管道22，喷射管道22与喷射枪23以及不锈钢容器24相互串联，其中喷射枪23还与空气压缩机相连接，喷射枪23内部设有圆筒状的储气罐，以便增加喷射管道22喷射较大压力的丙酮对焊接前的焊件1进行清洗，在喷射管道22以及焊件1的下方安装有不锈钢的丙酮回收槽子，在丙酮回收槽子上口安装有筛孔尺寸为0.045mm的不锈钢过滤网，在丙酮回收槽子外面安装有内部结构为不锈钢的且功率为1.5 千瓦、流量为0.8升/小时的齿轮泵，该不锈钢齿轮泵的输出不锈钢管道再与不锈钢容器24连接，该不锈钢齿轮泵用于丙酮的循环喷射；所述的三相闸刀32上方连接380伏特，50赫兹的交流电，下方安装有保险丝31，保险丝31下方安装有2个所述的电源柜以及控制系统30，2个所述的电源柜以及控制系统30均设置接地线29，在所述的电源柜以及控制系统30 设有惰性气体管道26、控制线27、焊接电线28、加热导线34、电磁阀 35、CCD照相机44的连接端子；所述的电源柜以及控制系统30里还安装有可编程控制器；所述的CCD照相机44架设在距离熔池9与焊缝金属10的上方80厘米处，所述的CCD照相机44的最小分辨率为0.06～0.08 平方毫米，所述的CCD照相机44为彩色CCD照相机，其像素在25万～28万之间、彩色分辨率为420线；所述的遥控器43为26键红外遥控器，而且带有带记忆存储模块。

本实用新型进一步技术解决方案是：

所述的电弧2的长度6～7毫米。

所述的保护罩7直径为19～21毫米，所述的导电嘴6直径为6～9毫米。

所述的混合气瓶33里装有99％氩气与1％的氧气，焊接时出气流量是每分钟21～24升。

所述的焊件1旁边还设有一只长、宽、高均为60～70厘米的不锈钢槽子，槽里放有温度为15℃～20℃质量分数为10％的硝酸溶液。铝合金焊接好以后冷却至室温，再将焊件放于15～20℃质量分数为10％的硝酸溶液中浸洗10～20min。

所述的导电嘴6与焊件1之间的夹角为88～92度，角度过大和过小都会造成焊接缺陷。导电嘴6与焊件的角度过大会造成气体保护不充分而产生气孔，角度过小还有可能使得液铝到达电弧前端，使电弧不能直接作用于焊缝而产生未熔合。

所述的焊丝3直径为1.2～1.6毫米。

所述的焊丝3成分是硅为4.8％～5.8％、铁为0.80％、铜为0.30％、锰为0.05％、镁为0.05％、锌为0.10％、钛为0.20％、其余为铝。焊丝的选择要尽量接近母材，选择铝硅或铝镁焊丝要根据焊缝要求决定。另外铝镁焊丝只能焊接铝镁材料，而铝硅焊丝既可以焊接铝硅也可以焊接铝镁材料。

所述的惰性气体管道26是熔点为600开尔文、密度为2200千克每立方米的聚四氟乙烯。聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，简写为PTFE)，英文缩写为Teflon，中文别名又叫“特氟龙”、“塑料之王”。这种材料具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性，是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，有密封性、高润滑性、不粘性、电绝缘性、良好的抗老化能力、耐温优异 (能在正250℃至负180℃的温度下长期工作)。聚四氟乙烯本身对人没有毒性。选择该种材料作为铝合金焊接时的惰性气体管道，是因为聚四氟乙烯具有耐高温的特点，因为铝合金的热导率很大，大约为碳钢的3倍，所以更要注意被焊接的板材烫伤惰性气体管道。同时聚四氟乙烯的绝缘性非常好可以防止焊工触电。

所述的焊件1为铝合金板材，其厚度为10～35毫米。本实用新型重点研究的是大于10mm的较厚的铝合金板材的焊接。

本实用新型有益效果：

一、本实用新型装置使用了CCD相机监控铝合金厚板焊接时熔池、焊丝、焊缝情况，以便及时调整脉冲电流、焊枪前进速度等参数，大大提高了铝合金的焊缝质量。本实用新型装置还采用了氦气保护，提高了电弧功率，改善了焊缝金属的流动性，使得焊缝成形平滑美观、余高小。加入 1％的氧气就可克服阴极漂移现象而且有利于金属熔滴的细化，降低射流过渡的临界电流值。本实用新型采用双脉冲焊接铝合金，双脉冲简言之就是两个脉冲叠加，一个固定的高频脉冲上叠加一个低频脉冲，即为高频脉冲低频调制。在高频脉冲上加低频脉冲就使得双脉冲电流以一定频率(低频脉冲的频率)在峰值电流和基值电流间切换，这样可以使焊缝形成规则的鱼鳞纹。在焊接过程中通过调整低频脉冲的频率，低频脉冲的峰值，基值电流来改善焊缝成型，首先调节低频脉冲的频率决定了双脉冲峰值电流和基值电流切换的快慢，体现在焊接效果上就是焊缝鱼鳞纹的细密贴合程度，低频脉冲频率低，双脉冲峰值电流和基值电流切换速度慢，鱼鳞纹间距就大；反之，低频脉冲的频率高，双脉冲峰值电流和基值电流切换速度快，焊缝鱼鳞纹间距小而细密。根据板材厚度调节峰值电流和基值电流大小可以取得相应的熔深，在峰值电流和基值电流相互切换过程中可以有效的搅动熔池，排出氢气减少气孔；减少对母材的热量输入，防止铝合金材料过热产生膨胀变形，还可以使焊缝组织颗粒细密，使得焊缝强度提高。

二、本实用新型结构精巧，发明了新型的正弦波调制脉冲MIG焊接铝合金装置，使得焊接能量输入可有效地精确调控、脉冲变化过渡平稳，焊接过程稳定可靠。利用正弦波形所具有的无限阶导数连续性、永恒周期性、控制参数少等特点，实现了新型正弦波调制脉冲MIG焊过程中的参数精确匹配。焊接过程中电流瞬时波形稳定清晰，相应的电压与焊接能量的瞬时波形均很稳定，电流、电压图像重复性好，其边缘线族清晰、分布集中，同时焊接过程稳定性好，获得了美观优质的鱼鳞纹焊缝。本实用新型还在焊接前采用丙酮喷射清洗铝合金厚板的被焊接部位。

三、本实用新型具有广阔的推广应用前景，可以广泛地应用于机械加工生产企业，特别适合10毫米以上的铝合金厚板焊接，更适合铝合金焊接质量要求很高的场合，例如精密机械制造、汽车关键零部件、航空、尖端机械设备等行业。

附图说明

附图1为本实用新型的总体结构示意图；

图1中：不锈钢刷21、喷射管道22、喷射枪23、不锈钢容器24、电热吹风机25、惰性气体管道26、控制线27、焊接电线28、接地线29、电源柜以及控制系统30、保险丝31、三相闸刀32、混合气瓶33、加热导线34、电磁阀35、携带压力表的减压阀36、氦气减压阀37、氦气加热器38、氦气流量计39、氦气瓶40、气体配比器41、气体流量计42、遥控器 43、CCD照相机44。

附图2为本实用新型的铝合金焊接熔池、焊丝等结构示意图

图2中：焊件1、电弧2、焊丝3、焊丝盘4、送丝滚轮5、导电嘴6、保护罩7、保护气体8、熔池9、焊缝金属10。

具体实施方式

如图1所示，首先将准备焊接的铝合金厚板焊接处开设35度的坡口。并将焊件1被夹装在气动夹具上，再用不锈钢刷21及时清理焊缝区域的氧化膜等杂质，再用丙酮的喷射管道22对准备焊接的铝合金进行喷射。所述的焊件1被夹装在气动夹具上，气动夹具又安装在传输台上，传输台不断向前运行，准备焊接的铝合金就分别被不锈钢刷21及时清理焊缝区域的氧化膜、被喷射丙酮、被电热吹风机25吹干水分以及丙酮，被焊接、在焊接的过程中被CCD照相机44拍下焊接实况由控制线27传输到控制系统，再通过遥控器43及时调整脉冲频率、焊枪行走速度、焊丝送进速度、焊机电压、焊机电流、焊机频率等。特别是调整低频脉冲的频率、低频脉冲的峰值、通过基值电流来改善焊缝成型，首先调节低频脉冲的频率，该频率决定了双脉冲峰值电流和基值电流切换的快慢，体现在焊接效果上就是焊缝鱼鳞纹的细密贴合程度，低频脉冲频率低，双脉冲峰值电流和基值电流切换速度慢，鱼鳞纹间距就大；反之，低频脉冲的频率高，双脉冲峰值电流和基值电流切换速度快，焊缝鱼鳞纹间距小而细密。所述的焊件 1旁边还设有一只长、宽、高均为60～70厘米的不锈钢槽子，槽里放有温度为15℃～20℃质量分数为10％的硝酸溶液。铝合金焊接好以后冷却至室温，再将焊件放于15～20℃质量分数为10％的硝酸溶液中浸洗10～ 20min。所述的导电嘴6与焊件1之间的夹角为88～92度，角度过大和过小都会造成焊接缺陷。导电嘴6与焊件的角度过大会造成气体保护不充分而产生气孔，角度过小还有可能使得铝液达到电弧前端，使电弧不能直接作用于焊缝而产生未熔合。

附图2为本实用新型的铝合金焊接熔池、焊丝等结构示意图。该部分由焊件1、电弧2、焊丝3、焊丝盘4、送丝滚轮5、导电嘴6、保护罩 7、保护气体8、熔池9、焊缝金属10组成，所述的焊件1为铝合金板材，其厚度为10～35毫米。本实用新型重点研究的是大于10mm的较厚的铝合金板材的焊接。所述的焊丝3成分是硅为4.8％～5.8％、铁为0.80％、铜为0.30％、锰为0.05％、镁为0.05％、锌为0.10％、钛为0.20％、其余为铝。所述的焊丝3直径为1.2～1.6毫米。所述的保护罩7直径为19～21毫米，所述的导电嘴6直径为6～9毫米。

该设备由焊件1、电弧2、焊丝3、焊丝盘4、送丝滚轮5、导电嘴6、保护罩7、保护气体8、熔池9、焊缝金属10、不锈钢刷21、喷射管道22、喷射枪23、不锈钢容器24、电热吹风机25、惰性气体管道26、控制线 27、焊接电线28、接地线29、电源柜以及控制系统30、保险丝31、三相闸刀32、混合气瓶33、加热导线34、电磁阀35、携带压力表的减压阀 36、氦气减压阀37、氦气加热器38、氦气流量计39、氦气瓶40、气体配比器41、气体流量计42、遥控器43、CCD照相机44组成；如图1所示，所述的电源柜以及控制系统30的负极通过焊接电线28与焊件1相连接，所述的电源柜以及控制系统30的正极通过焊接电线28与导电嘴6 相连接；所述的电源柜以及控制系统30为两个脉冲叠加，即在一个固定的高频脉冲上叠加一个低频脉冲焊机，其固定的高频脉冲为259赫兹；如图2所示，所述的焊丝3为2根焊丝(另一根焊丝在正后方，所以没有画出)放置在同一个焊枪嘴内，而且2根焊丝3分别由2个所述的电源柜以及控制系统30供电以及控制，2根焊丝3协同控制交替接通脉冲电流，其相位差为180度；所述的焊丝盘4为2只前后布置，所述的送丝滚轮5 为4只，每2只送丝滚轮组成一组来驱动焊丝3，2根所述的焊丝3行走速度不一样，其中一根焊丝3速度是10～11米/分钟，另外一根焊丝3速度是8～9米/分钟；所述的氦气瓶40的瓶口安装有氦气流量计39，同时在氦气瓶40出口还安装有氦气减压阀37、氦气加热器38；所述的混合气瓶33和氦气瓶40释放惰性气体经过气体配比器41的合理匹配以及气体流量计42的测量，再经过电磁阀35的控制，所述的气体配比器41、气体流量计42、电磁阀35通过惰性气体管道26相互串联，汇总至保护罩7 内部形成保护气体8，所述的保护罩7呈圆筒状，保护气体8从圆筒状的保护罩7内喷向熔池9的周围；所述的电源柜以及控制系统30的电流值为100～350安培，其电压值为20～24伏特；所述的气体配比器41采用70％混合气瓶33里的氩气与氧气，另外再用30％氦气瓶40里氦气进行配比，所述的气体配比器41里设有2个进气阀门，随着被焊接的焊件1厚度增加逐步加大氦气的释放比例同时缩小氩气的释放比例；所述的电热吹风机 25出风口安装有温度传感器，设置其出风的温度为80℃～100℃之间，在电热吹风机25的出风口还安装有自动检测反馈电路系统，即出口温度高于100℃电热吹风机25自动停机，当温度低于80℃电热吹风机25自动开机。对与板厚超过10mm的铝合金厚板进行焊接时，都要进行焊前预热，以防止由于预热不够造成焊不透，预热温度控制在70℃～120℃之间，层间温度控制在60℃～100℃之间。预热温度过高，除作业环境恶劣外，还有可能对铝合金的合金性能造成影响，出现接头软化，焊缝外观成形不良等现象。层间温度过高还会使铝焊热裂纹的产生机率增加)。所述的焊件 1被夹装在气动夹具上，气动夹具又安装在传输台上，焊接前在焊件1的被焊接处开设35度的坡口，在焊件1旁边设有旋转的不锈钢刷21，以便及时清理焊缝区域的氧化膜等杂质，不锈钢刷21旁边又设有丙酮的喷射管道22，喷射管道22与喷射枪23以及不锈钢容器24相互串联，其中喷射枪23还与空气压缩机相连接，喷射枪23内部设有圆筒状的储气罐，以便增加喷射管道22喷射较大压力的丙酮对焊接前的焊件1进行清洗，在喷射管道22以及焊件1的下方安装有不锈钢的丙酮回收槽子，在丙酮回收槽子上口安装有筛孔尺寸为0.045mm的不锈钢过滤网，在丙酮回收槽子外面安装有内部结构为不锈钢的且功率为1.5千瓦、流量为0.8升/小时的齿轮泵，该不锈钢齿轮泵的输出不锈钢管道再与不锈钢容器24连接，该不锈钢齿轮泵用于丙酮的循环喷射；所述的三相闸刀32上方连接380 伏特，50赫兹的交流电，下方安装有保险丝31，保险丝31下方安装有2 个所述的电源柜以及控制系统30，2个所述的电源柜以及控制系统30均设置接地线29，在所述的电源柜以及控制系统30设有惰性气体管道26、控制线27、焊接电线28、加热导线34、电磁阀35、CCD照相机44的连接端子；所述的电源柜以及控制系统30里还安装有可编程控制器；所述的CCD照相机44架设在距离熔池9与焊缝金属10的上方80厘米处，所述的CCD照相机44的最小分辨率为0.06～0.08平方毫米，所述的CCD 照相机44为彩色CCD照相机，其像素在25万～28万之间、彩色分辨率为420线；所述的遥控器43为26键红外遥控器，而且带有带记忆存储模块。所述的惰性气体管道26是熔点为600开尔文密度为2200千克每立方米的聚四氟乙烯。

综上，本实用新型所设计的带CCD照相机监控的光机电一体化焊接装置，可以达到预期的目的。

Claims (8)

1.带CCD照相机监控的光机电一体化焊接装置，其特征在于：该装置由焊件(1)、电弧(2)、焊丝(3)、焊丝盘(4)、送丝滚轮(5)、导电嘴(6)、保护罩(7)、保护气体(8)、熔池(9)、焊缝金属(10)、不锈钢刷(21)、喷射管道(22)、喷射枪(23)、不锈钢容器(24)、电热吹风机(25)、惰性气体管道(26)、控制线(27)、焊接电线(28)、接地线(29)、电源柜以及控制系统(30)、保险丝(31)、三相闸刀(32)、混合气瓶(33)、加热导线(34)、电磁阀(35)、携带压力表的减压阀(36)、氦气减压阀(37)、氦气加热器(38)、氦气流量计(39)、氦气瓶(40)、气体配比器(41)、气体流量计(42)、遥控器(43)、CCD照相机(44)组成；所述的电源柜以及控制系统(30)的负极通过焊接电线(28)与焊件(1)相连接，所述的电源柜以及控制系统(30)的正极通过焊接电线(28)与导电嘴(6)相连接；所述的焊丝盘(4)为2只前后布置，所述的送丝滚轮(5)为4只，每2只送丝滚轮组成一组来驱动焊丝(3)，2根所述的焊丝(3)行走速度不一样，其中一根焊丝(3)速度是10～11米/分钟，另外一根焊丝(3)速度是8～9米/分钟；所述的氦气瓶(40)的瓶口安装有氦气流量计(39)，同时在氦气瓶(40)出口还安装有氦气减压阀(37)、氦气加热器(38)；所述的混合气瓶(33)和氦气瓶(40)释放惰性气体经过气体配比器(41)的合理匹配以及气体流量计(42)的测量，再经过电磁阀(35)的控制，所述的气体配比器(41)、气体流量计(42)、电磁阀(35)通过惰性气体管道(26)相互串联，汇总至保护罩(7)内部形成保护气体(8)，所述的保护罩(7)呈圆筒状，保护气体(8)从圆筒状的保护罩(7)内喷向熔池(9)的周围；所述的电热吹风机(25)出风口安装有温度传感器，设置其出风的温度为80℃～100℃之间，在电热吹风机(25)的出风口还安装有自动检测反馈电路系统，即出口温度高于100℃电热吹风机(25)自动停机，当温度低于80℃电热吹风机(25)自动开机；所述的焊件(1)被夹装在气动夹具上，气动夹具又安装在传输台上，焊接前在焊件(1)的被焊接处开设35度的坡口，在焊件(1)旁边设有旋转的不锈钢刷(21)，不锈钢刷(21)旁边又设有丙酮的喷射管道(22)，喷射管道(22)与喷射枪(23)以及不锈钢容器(24)相互串联，其中喷射枪(23)还与空气压缩机相连接，喷射枪(23)内部设有圆筒状的储气罐，以便增加喷射管道(22)喷射较大压力的丙酮对焊接前的焊件(1)进行清洗，在喷射管道(22)以及焊件(1)的下方安装有不锈钢的丙酮回收槽子，在丙酮回收槽子上口安装有筛孔尺寸为0.045mm的不锈钢过滤网，在丙酮回收槽子外面安装有内部结构为不锈钢的且功率为1.5千瓦、流量为0.8升/小时的齿轮泵，不锈钢齿轮泵的输出不锈钢管道再与不锈钢容器(24)连接，不锈钢齿轮泵用于丙酮的循环喷射；所述的三相闸刀(32)上方连接380伏特，50赫兹的交流电，下方安装有保险丝(31)，保险丝(31)下方安装有2个所述的电源柜以及控制系统(30)，2个所述的电源柜以及控制系统(30)均设置接地线(29)，在所述的电源柜以及控制系统(30)设有惰性气体管道(26)、控制线(27)、焊接电线(28)、加热导线(34)、电磁阀(35)、CCD照相机(44)的连接端子；所述的焊件(1)为铝合金板材，其厚度为10～35毫米。

2.根据权利要求1所述的带CCD照相机监控的光机电一体化焊接装置，其特征在于：所述的电弧(2)的长度6～7毫米；所述的CCD照相机(44)架设在距离熔池(9)与焊缝金属(10)的上方80厘米处，所述的CCD照相机(44)的最小分辨率为0.06～0.08平方毫米，所述的CCD照相机(44)为彩色CCD照相机，其像素在25万～28万之间、彩色分辨率为420线；所述的遥控器(43)为26键红外遥控器，而且带有带记忆存储模块。

3.根据权利要求1所述的带CCD照相机监控的光机电一体化焊接装置，其特征在于：所述的保护罩(7)直径为19～21毫米，所述的导电嘴(6)直径为6～9毫米；所述的电源柜以及控制系统(30)为两个脉冲叠加，即在一个固定的高频脉冲上叠加一个低频脉冲焊机，其固定的高频脉冲为259赫兹。

4.根据权利要求1所述的带CCD照相机监控的光机电一体化焊接装置，其特征在于：所述的焊丝(3)为2根焊丝放置在同一个焊枪嘴内，而且2根焊丝(3)分别由2个所述的电源柜以及控制系统(30)供电以及控制，2根焊丝(3)协同控制交替接通脉冲电流，其相位差为180度。

5.根据权利要求1所述的带CCD照相机监控的光机电一体化焊接装置，其特征在于：所述的焊件(1)旁边还设有一只长、宽、高均为60～70厘米的不锈钢槽子，槽里放有温度为15℃～20℃的硝酸溶液。

6.根据权利要求1所述的带CCD照相机监控的光机电一体化焊接装置，其特征在于：所述的导电嘴(6)与焊件(1)之间的夹角为88～92度。

7.根据权利要求1所述的带CCD照相机监控的光机电一体化焊接装置，其特征在于：所述的焊丝(3)直径为1.2～1.6毫米；所述的电源柜以及控制系统(30)里还安装有可编程控制器；所述的电源柜以及控制系统(30)的电流值为100～350安培，其电压值为20～24伏特。

8.根据权利要求1所述的带CCD照相机监控的光机电一体化焊接装置，其特征在于：所述的惰性气体管道(26)是熔点为600开尔文、密度为2200千克每立方米的聚四氟乙烯。