[发明专利]一种基于柔弧等离子的双对称热源焊接方法及系统

权利要求书

1.一种基于柔弧等离子的双对称热源焊接方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)获取需要进行焊接的蒙皮法兰结构的直径、板厚，进而得到控制系统的焊接工艺参数、运动控制参数；焊接工艺参数包括焊接电流、送丝速度、保护气流量；运动控制参数包括双专用焊接机头运动方向、双专用焊接机头运动速度；其中，控制系统根据焊接工艺参数、运动控制参数控制焊接机头中的两个对称的等离子焊枪对蒙皮法兰结构进行对称焊接，焊接过程中双专用焊接机头中的焊枪和送丝机构能够实时进行独立于控制系统的调整；所述双专用焊接机头包括：铣切机头、等离子焊枪、送丝调整机构和焊枪独立旋转装置；

(2)将待焊的蒙皮法兰结构通过工装安装在龙门式操作架中，控制系统根据运动控制参数控制双专用焊接机头中的两个焊枪进行轨迹的试运行，得到待焊的蒙皮法兰结构轨迹偏移后，进而修正龙门式操作架中蒙皮法兰结构的装配位置；

(A)利用铣切机头采用高速干切削方法铣切蒙皮孔，采用大功率吸尘器吸收蒙皮焊口铣切时产生的切屑；所述铣切机头具有径向调节、角度调节、锁紧与升降功能，以适应蒙皮孔的铣加工；

(3)采用两组双专用焊接机头对称布置；控制系统根据运动控制双专用焊接机头中的两个焊枪运动，两把等离子焊枪同时施焊；

同时根据焊接工艺参数控制两个对称的等离子焊枪起弧进行蒙皮法兰环焊缝的焊接，焊接过程中，观测蒙皮法兰环熔池和焊缝对中情况，并实时调整等离子焊枪的焊接轨迹；调整等离子焊枪的焊接轨迹的方法具体为：同步调整两个等离子焊枪，使两个对称的等离子焊枪适应蒙皮法兰结构的直径；每把焊枪各焊接180度，减少由于热输入不对称导致的焊接变形；

焊缝为筒体或球底中的蒙皮法兰结构环形焊缝；

等离子焊枪具有弧长自动控制、径向调节、锁紧、升降、倾斜功能，能够适应球状壳体上蒙皮法兰在水平位置焊接；

送丝调整机构调整过程与等离子焊枪的调整相互独立，实现对的送丝角度和入丝点的调整；

每组双专用焊接机头以等离子焊枪为中心设计了焊枪独立旋转装置，焊枪独立旋转装置用于解决电极烧损和电极安装不对称导致焊接电弧力热分布的不对称性问题；

(4)当蒙皮法兰结构焊接结束时，拆除工装。

2.根据权利要求1所述的一种基于柔弧等离子的双对称热源焊接方法，其特征在于：还包括设置在焊枪上的视频监视系统，实现对焊接熔池实时观测。

3.根据权利要求1所述的一种基于柔弧等离子的双对称热源焊接方法，其特征在于：所述的控制系统采用主站+从站的分布式控制结构，在TwinCAT开发平台上编写焊接工艺控制程序，通过人机界面接口向主站发送控制命令或显示主站接收的焊接或运动参数反馈；主站完成控制指令的打包、发送、接收；从站包括运动实时控制模块、焊接工艺实时控制模块，运动实时控制模块使用ErtherCAT协议，焊接工艺实时控制模块使用DeviceNet协议。