一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的方法及装置，装置包括视觉传感系统、外加磁场控制系统和计算机处理系统；视觉传感系统用于实时获取电弧穿孔焊的焊接电弧的图像，并将获取到的信息发送至计算机处理系统；计算机处理系统用于处理视觉传感系统采集的焊接电弧的信息确定此时焊接电弧的形态，并根据此时焊接电弧的形态得到外加磁场控制系统的控制方案；外加磁场控制系统与焊枪随动且保证焊接处处于外加磁场的作用下，外加磁场控制系统根据获取的外加磁场控制系统的控制方案实时调整外加磁场。本发明专利技术的矫正电弧穿孔焊磁偏吹的方法，能够实现对焊接全过程电弧形态的实时矫正，可控性好，适用性强，装置简单易用，成本低廉，应用前景好。应用前景好。应用前景好。

【技术实现步骤摘要】
一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的方法及装置


[0001]本专利技术涉及电弧穿孔焊
，涉及一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的方法及装置。

技术介绍

[0002]电弧穿孔焊，如等离子弧焊、STIG等，都是一种利用高能量密度的电弧来实现大熔深的高效焊接方式，可在不开坡口、不填充焊材的情况下，一次性焊透3～16mm厚度的金属钢板，实现了单面焊双面成形，大大提高了焊接效率。
[0003]但在实际使用时，电弧穿孔焊经常会出现磁偏吹现象，导致穿孔效率下降，匙空稳定性降低，焊缝成形效果不理想，根本原因在于焊接电弧周围的空间磁场分布不均。引弧与收弧时靠近工件边缘地方会比远离工件边缘地方的磁通密度大，导线接线位置决定的工件内部横向电流走向会产生附加磁场干扰等等，都会造成磁偏吹现象。其中，当焊接低碳钢等铁磁性材料时，工件焊过的局部区域因高温而消磁，而未焊部分依然保持铁磁性，这就引起电弧空间中磁场分布不均匀，进而使电弧出现严重的磁偏吹，这种情况在电弧穿孔焊中表现得尤为明显。
[0004]为解决电弧穿孔焊存在的磁偏吹问题，CN 201922031579.9提供了一种磁偏吹矫正焊接装置，其具体是在电流方向一侧加设连接到焊枪的矫正板，保证其能够和焊枪一起移动，由于矫正板为金属材质，其磁导率远高于周围材质，改善电弧周围的磁力线分布(即矫正导线布置产生的干扰磁场)，从而起到矫正电弧的目的，虽然其整体装置结构简单，操作简单，但在焊接过程中矫正板不能随意变动，难以实现对电弧形态实时调整，矫正板利用定性的磁力线分布规律改善磁场分布，难以实现精确的定量调节，矫正板对电弧形态的矫正能力与其材质、大小、形状有关，作用效果存在上限；CN 201811057043.8公开了“一种利用外加磁场扩大装置的直流焊焊接电弧磁偏吹控制方法，其在焊件两侧装有磁场扩大装置，磁场扩大装置与电源负极相连，扩大了电流形成磁场的影响范围，使整条焊缝落入磁场影响区域的内部无磁场区域，进而消除了电弧磁偏吹副作用，该方法虽然能够有效的解决电弧磁偏吹对直流焊焊缝起弧段和熄弧段的影响，但在焊件两端夹持的磁场扩大装置需要考虑焊件大小、形状等因素，尤其是焊接大件时，其扩大装置有效范围减小，调节能力减弱，导致其适用范围变窄。
[0005]因此，开发一种适用性好且能够实现对电弧形态实时调整的电弧穿孔焊磁偏吹矫正方法或装置极具现实意义。

技术实现思路

[0006]由于现有技术存在上述缺陷，本专利技术提供了一种适用性好且能够实现对电弧形态实时调整的电弧穿孔焊磁偏吹矫正装置及其应用方法，以解决现有电弧穿孔焊磁偏吹矫正装置适用性差、无法对电弧形态实时调整且调节能力较差的问题，应用该装置能够克服当前电弧穿孔焊在实际使用中，尤其是焊接低碳钢等铁磁性材料时经常会出现严重的磁偏吹
影响焊接过程与质量的问题，能够保证焊接顺利进行。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置，包括视觉传感系统、外加磁场控制系统和计算机处理系统，所述视觉传感系统、计算机处理系统及外加磁场控制系统依次连接；
[0009]所述视觉传感系统用于实时获取电弧穿孔焊的焊接电弧的图像，并将获取到的信息发送至计算机处理系统；
[0010]所述计算机处理系统用于处理视觉传感系统采集的焊接电弧的信息确定此时焊接电弧的形态，并根据此时焊接电弧的形态得到外加磁场控制系统的控制方案；
[0011]所述外加磁场控制系统与焊枪随动且保证焊接处处于外加磁场的作用下，外加磁场控制系统根据获取的外加磁场控制系统的控制方案实时调整外加磁场。
[0012]本专利技术的外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置是配合电弧穿孔焊接设备使用的，电弧穿孔焊接设备一般包括依次连接的保护气瓶、焊接电源和焊枪，焊接电源负极连接焊枪，正极连接工件。
[0013]本专利技术的外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置，设计合理，利用视觉传感系统、计算机处理系统及外加磁场控制系统三者相互配合，能够实现对磁场的实时调控，能够矫正多种混合因素引起的磁偏吹现象，同时其装置简单易用，适用性好，成本低廉，极具应用前景。
[0014]作为优选的技术方案：
[0015]如上所述的一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置，所述焊枪两侧装有连接杆，两侧的连接杆位于一条直线上且该直线与焊枪的轴线相交。
[0016]如上所述的一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置，两侧连接杆所在的直线平行于工件且与焊接方向垂直。
[0017]如上所述的一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置，所述视觉传感系统包括滤光片和视觉传感器，所述视觉传感器与计算机处理系统信号连接；
[0018]所述滤光片布置在所述视觉传感器的镜头前，滤光片完全覆盖视觉传感器的镜头且其与镜头始终保持平行(滤光片能够起到减弱弧光、烟尘、飞溅等光辐射干扰的作用)，所述视觉传感器通过连接杆固定且视觉传感器相对焊枪对称布置，视觉传感器的镜头的拍摄方向垂直于焊接方向。
[0019]如上所述的一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置，所述外加磁场控制系统包括两个环形导线线圈和磁控电源，所述磁控电源与两个环形导线线圈电连接且两个环形导线线圈串联，所述磁控电源与与计算机处理系统信号连接；
[0020]两个环形导线线圈通过连接杆对称固定在焊枪的两侧即两环形导线线圈与焊枪的间距相同。
[0021]如上所述的一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置，所述环形导线线圈为圆形，两环形导线线圈的间距等于环形导线线圈的半径，在两环形导线线圈之间产生较大面积均匀磁场以使得焊枪处在该磁场内；
[0022]所述连接杆的材质为非导磁材料；
[0023]所述视觉传感器为线阵CCD相机，兼顾了采集速度和抗干扰能力。
[0024]工件两侧与焊接电源正极相接。
[0025]如上所述的一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置，所述计算机处理系统包括相互连接的计算机和采集卡，所述计算机通过采集卡分别与视觉传感器、磁控电源连接。计算机从采集卡读取焊接电弧的光感信息并分析处理，随后向采集卡发送指令调节磁控电源的输出电流大小和方向，从而改变线圈之间产生的均匀磁场强度和方向。
[0026]此外，本专利技术还提供了运用如上所述的一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置矫正电弧穿孔焊磁偏吹的方法，包括如下步骤：
[0027](1)电弧穿孔焊开始，焊枪以焊接速度向前方移动(此时视觉传感器、两导线线圈通过连接杆与焊枪随动)，视觉传感器实时采集焊接区域的图像信息并将采集到的信息发送至计算机处理系统；
[0028](2)计算机处理系统处理焊接区域的图像信息，获得焊接电弧磁偏吹的方向和程度；
[0029](3)计算机处理系统根据焊接电弧磁偏吹的方向和程度得到外加磁场控制系统的控制方案，外加磁场控制系统根据所述控制方案调整外加磁场以矫正焊接电弧形态；
[0030](4)判断焊接过程是否完成，如否则返回步骤(1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置，其特征在于：包括视觉传感系统、外加磁场控制系统和计算机处理系统，所述视觉传感系统、计算机处理系统及外加磁场控制系统依次连接；所述视觉传感系统用于实时获取电弧穿孔焊的焊接电弧的图像，并将获取到的信息发送至计算机处理系统；所述计算机处理系统用于处理视觉传感系统采集的焊接电弧的信息确定此时焊接电弧的形态，并根据此时焊接电弧的形态得到外加磁场控制系统的控制方案；所述外加磁场控制系统与焊枪随动且保证焊接处处于外加磁场的作用下，外加磁场控制系统根据获取的外加磁场控制系统的控制方案实时调整外加磁场。2.根据权利要求1所述的一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置，其特征在于，所述焊枪两侧装有连接杆，两侧的连接杆位于一条直线上且该直线与焊枪的轴线相交。3.根据权利要求2所述的一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置，其特征在于，两侧连接杆所在的直线平行于工件且与焊接方向垂直。4.根据权利要求2所述的一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置，其特征在于，所述视觉传感系统包括滤光片和视觉传感器，所述视觉传感器与计算机处理系统信号连接；所述滤光片布置在所述视觉传感器的镜头前，滤光片完全覆盖视觉传感器的镜头且其与镜头始终保持平行，所述视觉传感器通过连接杆固定且视觉传感器相对焊枪对称布置，视觉传感器的镜头的拍摄方向垂直于焊接方向。5.根据权利要求4所述的一种外加磁场矫正电弧穿孔焊磁偏吹的装置，其特征在于，所述外加磁场控制系统包括两个环形导线线圈和磁控电源，所述磁控电源与两个环形导线线圈电连接且两个环形导线线圈串联，所述磁控电源与与计算机处理系统信号连接；两个环形导线线圈通过连接杆对称固定在焊枪的两侧。6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王飞，张凌峰，杨坡，赵克勇，
申请(专利权)人：华智焊测高科苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：