[发明专利]用于非熔化极电弧圆筒堆焊时内壁温度监控方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于非熔化极电弧圆筒堆焊时内壁温度监控方法及装置，该装置包括变位机、圆筒、焊枪和送丝机构、红外温度传感器、温度采集仪、温度控制仪、计算机和机器人控制柜等。该检测方法采用非接触式红外温度传感方式，对焊接时焊枪垂直位置筒体内壁的背面温度进行采集，并在计算机上记录并显示温度的动态变化曲线，在一道焊缝完成后实时监测检测温度与预设温度的差值，当差值大于预设值时，计算机通过温度采集控制仪与机器人控制柜通信，调整焊接参数，保证堆焊界面熔深一致。本发明的方法及装置能够控制堆焊层的熔深宽度一致，能有效减少基体熔化的比例，保证焊缝的性能均匀，减少气孔、裂纹等缺陷的形成，提高堆焊接头的焊接质量。

技术领域

本发明属于电弧堆焊技术领域，涉及一种用于非熔化极电弧圆筒堆焊时内壁温度监控方法及装置。

背景技术

电弧堆焊在圆筒上连续堆敷的过程中，由于热输入量的累积，会造成基体融化量增加，并且每道焊缝起弧点温度、散热条件的不同，导致堆焊层横向上组织性能的不均匀，影响成形质量。另一方面，由于热积累和散热条件的不同，电弧堆焊无法保证较高的制造精度。而如果在每一道焊缝完成后能够根据内壁温度调整焊接电流的数值，就能保证堆焊界面熔深宽度一致，就能在保证接头质量的同时减少母材稀释率，提高堆焊层金属组织性能的均匀，得到更好的成形质量和更高的尺寸精度。目前针对温度的检测手段中，非接触式红外温度传感既可以保证采集信息的准确性又不会对焊接过程造成影响，是实现背面温度检测的有效方法。

目前对电弧堆焊过程检测和控制相关的相关技术较少，专利焊接温度检测装置、焊接机及焊接温度的校准方法(申请号：201310275348.7)公开了一种针对待焊件温度检测装置和检测方法，该装置无法应用在电弧增材制造，且不能实现对焊接过程的闭环控制，同时温度测量采用接触式温度传感方式，安装时会破坏待焊件。专利圈圆等离子堆焊耐磨板预热和保温装置(申请号:201621116756.3)公开了一种用于圆筒等离子堆焊耐热板的预热、测温和保温装置，该装置必须保证堆焊过程连续，无法控制热输入累积，并且结构复杂，测温方式稳定性差。

发明内容

本发明旨在提供一种用于非熔化极电弧圆筒堆焊时内壁温度监控方法及装置。

为实现上述目的，本发明提供的一种用于非熔化极电弧圆筒堆焊时内壁温度监控装置，包括：红外温度传感器，所述的红外温度传感器通过夹具II固定在温度检测位置；控制系统，所述的控制系统控制连接红外温度传感器及包括焊接机器人在内的焊接系统；

其中，控制系统包括：对红外温度传感器中温度传感信号进行滤波和标度转换的温度采集仪；将温度以动态曲线的形式显示且通过温度控制仪输出控制信号的计算机；还包括用于输出和接收控制信号，控制包括焊接机器人在内的焊接系统的机器人控制柜；焊接系统包括：焊接机器人、夹持在焊接机器人末端的等离子焊枪；还包括由送丝机和送丝嘴组成的送丝装置、固定送丝嘴在等离子焊枪上的夹具I、固定钢质圆筒以及与焊接机器人配合共同完成堆焊过程的变位机。

作为优选方式，红外温度传感器采用非接触红外测温。

作为优选方式，温度采集仪将红外温度传感器采集的温度信号进行转换并实时显示在显示器上；当一道焊缝完成后，机器人控制柜输出控制信号，计算检测温度与预设温度的差值ΔT，当|ΔT|>T₀时，计算机输出控制信号给机器人控制柜，调整焊接电流，增大或减小热输入，保证堆焊界面熔深一致。

提供一种用于非熔化极电弧圆筒堆焊时内壁温度监控方法，包括以下步骤：

步骤1，调整夹具II(12)，将红外温度传感器(13)移动到温度测量位置，在焊接过程中实时采集焊枪对应位置圆筒内壁的温度信息，并经温度采集仪进行滤波、标度转换，然后传递到计算机，显示温度数值和温度的动态变化曲线；

步骤2，完成一道堆敷，即变位机转动一圈后，机器人控制柜将控制信号经温度采集仪转换后输入到计算机；