[发明专利]水下湿法焊接质量评估系统及焊接质量检测控制方法

说明书

本发明公开了一种水下湿法焊接质量检测控制方法，包括录入焊接规范、确定评价指标、自动判定引弧效果、实时采集信息、语音报警、自动判定焊接过程结束和焊后评价，借助水下湿法焊接质量评估系统，对水下湿法焊接过程进行及时有效的干预，并对焊接质量进行准确评估；水下湿法焊接质量评估系统，包括电脑和数据采集器，电脑和数据采集器通过数据线连接，电脑用于录入焊接规范，接受、保存并显示焊接过程数据采集器采集的电信号信息，对电信号信息进行处理，携带方便、操作简单。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种水下湿法焊接质量评估系统及焊接质量检测控制方法。

背景技术

水下焊接切割技术具有连接强度等级高，切割速度快等优点，在舰船应急抢修中有较大的应用价值。舰船水下焊接应急抢修多数为原位焊接，施工结束后较难对其进行质量检验。焊接质量检验工作一般是通过焊后无损探伤进行的。对于水下湿法焊接，由于水下操作的特殊情况，开展无损探伤较困难。

在陆上焊接过程中，焊接质量在线评估有较为成熟的应用：文献“基于LabVIEW的焊接质量在线检测分析系统”介绍了利用焊接过程电信号评估了CO₂焊接过程稳定性；文献“机器人弧焊过程焊缝质量信息的在线判读”介绍了在汽车生产过程中通过在线进行焊接信息特征提取与融合实现焊接质量在线判读的研究工作。文献“基于机器视觉的贵金属复合带焊接质量在线检测技术研究”则介绍了基于机器视觉的贵金属复合带焊接质量在线检测系统的开发。

开展焊接质量在线实时评估工作，可以克服原位水下施工带来的不足，通过实时采集信息，对焊接过程进行评估，定性分析焊接质量。但水下焊接恶劣的施工环境使得视觉、温度等信息难以及时有效地采集，只能通过采集电流、电压等数据进行分析处理。不仅如此，在水下湿法焊接施工过程中，数据采集设备只有固定于船甲板上，这就对设备的便携性和防水性提出了更高的要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种携带方便、防水性能好、操作简单、实时监测、能够自动判断焊接引弧与收弧信号、通过焊接过程电信号评估焊接质量并能实现语音报警的水下湿法焊接质量评估系统及利用该系统进行的焊接质量检测控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

水下湿法焊接质量评估系统，包括电脑和数据采集器，电脑和数据采集器通过数据线连接，所述电脑包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的操作程序和焊接质量评估数学模型，电脑用于录入焊接规范，接受、保存并显示焊接过程数据采集器采集的电信号信息，对电信号信息进行处理，焊接质量评估数学模型以焊接规范作为输入变量，输出值为该焊接规范条件下优秀焊工焊接时提取的电信号变异系数。变异系数越低，证明焊接过程越稳定，焊接质量也就越好。

所述焊接规范包括：焊条类型、焊条直径、焊接母材类型、焊接电流、焊接位置、工作水深、工作水流等。焊接质量评估数据模型设计为：CV＝αU^k1I^k2H^k3。其中CV为考核指标；K₁，k₂，K₃为系数；U为电弧电压值，单位为V，范围20-50；I为焊接电流值，单位为A，范围100-400；H为水深值，单位为米，范围0-60；α为焊接位置系数。当焊接位置为平焊时，α＝α_f，当焊接位置为立向下焊时，α＝α_v，当焊接位置为仰焊时，α＝α_o，当焊接位置为横焊时，α＝α_h，α_f，α_v，α_o，α_h为不同焊接位置条件下的系数。为便于使用，K₁，k₂，K₃，α_f，α_v，α_o，α_h等系数对于不同的焊条类型、焊条直径，上述指标有一定差异，并通过前期工艺试验确定，存储于电脑上的存储器/数据库中。