[实用新型]可视化高效管板焊接系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及焊接工艺及设备技术，具体是指一种可视化高效管板焊接系统。

背景技术

近年来，为了满足用电需求，全国各地抓紧建设新电厂和电厂增容，在电建行业中，中、大型冷凝器/换热器的制造尤为重要。电力电站冷凝器中存在大量的管板与换热管之间的角接接头，其焊缝质量是整台设备制造质量的关键所在，对焊缝的致密性和力学性能要求极其严格。据统计，90%以上的管头泄漏是因为焊接质量造成的。钛合金具有良好的耐腐蚀性能，已在电站冷凝器管板中得到广泛使用。然而，钛合金管板焊接过程需要严格控制热输入和熔池尺寸。

目前，直流脉冲TIG自动焊已成为钛合金管板焊接的最佳工艺方式。我国从上世纪80年代后期引进了多台管板自动焊机，由于国产管子的尺寸精度不高及胀接装配质量问题，使用效果均不理想。近年来，国内开发了多种类型的管板自动焊机，但大多以仿制为主，部分产品的工艺适应性还不够理想，价格也比较高。虽已有全数字管板自动焊机的研究和应用报道，但其逆变频率只有20kHz，焊机体积偏大，动态响应性能还不够快，也不具备可视化的操作、管理等功能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种提高焊机性能、减小体积和重量和提高操作便利性的可视化高效管板焊接系统；该可视化高效管板焊接系统具备了数字化、可视化和自动化的特点，其轻便小巧，性能稳定可靠。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种可视化高效管板焊接系统，其特征在于：其与交流输入电源连接；包括主电路、焊接过程控制系统、可视化人机交互系统、管板焊接机头、高频引弧电路、水冷却装置、保护气体供气装置和与管板焊接机头连接的电弧负载；所述焊接过程控制系统分别与交流输入电源、主电路、可视化人机交互系统和管板焊接机头连接；所述高频引弧电路、水冷却装置和保护气体供气装置的输入端均与焊接过程控制系统连接、输出端均与管板焊接机头连接；所述主电路的一端与交流输入电源连接，另一端与管板焊接机头连接。

所述主电路由全桥整流滤波模块、全桥逆变电路、高频变压器和快速整流滤波模块依次连接组成。

所述主电路的一端与交流输入电源连接，另一端与管板焊接机头连接是指，全桥整流滤波模块与交流输入电源相连接，快速整流滤波模块与管板焊接机头相连接；所述焊接过程控制系统分别与全桥逆变电路、高频变压器和快速整流滤波模块连接。

所述全桥逆变电路采用工作于全桥硬开关换流模式或工作于移相软开关换流模式的逆变频率为100kHz的全桥逆变拓扑结构。

所述焊接过程控制系统包括全数字电路及分别与全数字电路连接的驱动电路、限流保护电路、反馈电路、电机驱动电路、异常检测保护电路和继电器模块；其中，所述异常检测保护电路的一端与交流输入电源连接；所述电机驱动电路的一端与管板焊接机头相连，以驱动管板焊接机头的电机旋转；所述全数字电路与可视化人机交互系统相互连接；

所述焊接过程控制系统分别与全桥逆变电路、高频变压器和快速整流滤波模块连接是指：焊接过程控制系统中的驱动电路与全桥逆变电路连接；限流保护电路与高频变压器连接；反馈电路与快速整流滤波模块连接。

所述高频引弧电路、水冷却装置和保护气体供气装置的输入端均与焊接过程控制系统连接是指，高频引弧电路、水冷却装置和保护气体供气装置的输入端分别与继电器模块连接。

所述全数字电路由作为数字化控制的核心、型号为LM4F232的Cortex-M4内核的ARM微处理器以及外围电路连接构成。

所述驱动电路由型号为TLC5615的数模转换器芯片、脉宽调制芯片和光耦隔离放大电路通过外围电路连接构成；所述驱动电路通过通用可编程GPIO口与全数字电路连接。

所述电机驱动电路通过PWM端口与全数字电路连接，以接收全数字电路的PWM驱动信号；并通过ADC1端口与全数字电路连接，以反馈电压值；电机驱动电路采用开关频率为10kHz的BUCK电路进行调压。

所述可视化人机交互系统采用由微控制单元MCU、与微控制单元MCU相互连接的LCD驱动芯片和与LCD驱动芯片相互连接的液晶触控面板通过外围电路连接组成；所述微控制单元MCU与焊接过程控制系统中的全数字电路相互连接。