[发明专利]一种全位置背幕型立焊装置及焊接方法

说明书

本发明公开了一种全位置背幕型立焊装置及焊接方法。所述装置包括左右边六自由度模块、垫板、左右边工具执行器和控制器，其中，右边工具执行器包括焊接金属丝、回收模块，左边工具执行器包括左边加温矢量气体喷射模块、中间加温矢量气体喷射模块、右边加温矢量气体喷射模块，并且左边加温矢量气体喷射模块、中间加温矢量气体喷射模块和右边加温矢量气体喷射模块均包括视觉机构。本发明利用流体技术结合智能控制的方法，在焊接处形成的动态稳定矢量伺服可控流场克服立焊时熔滴的重力场，使得焊接点处的熔滴稳定悬凝冷却并可控增长形成焊缝。

技术领域

本发明属于焊接工程技术领域，具体地说涉及一种全位置背幕型立焊装置及焊接方法，用于高端装备大型及超大型板材的立焊焊接。

背景技术

近几年，随着现代设备制造业的发展，高强度的厚截面焊接钢结构已逐渐应用于造船、海洋工程、压力容器制造等行业。由于变位困难，一些大尺寸的结构件必须采用全位置焊接技术，且使得全位置焊接的需求大幅增加，立焊作为全位置焊接的重要组成部分，其熔滴因受重力的影响具有下坠趋势。而且，立焊焊接时由于焊缝宽深的不断变化导致焊缝并不一定竖直的，很大程度是空间曲线焊缝，如何更好的实时对焊缝进行跟踪以对焊缝不同熔宽进行自适应焊接成为急需解决的问题。

大型钢结构立焊缝的焊接长期以来一直采用手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊和埋弧自动焊。这三种焊接方法都是靠多层多道焊接来完成立焊缝的焊接，费工费时效率低，焊接质量难以掌控，工人劳动强度也大。

发明内容

为解决现有技术中间隙立焊焊接存在的上述问题，本发明提供了一种全位置背幕型立焊装置及焊接方法。

本发明利用流体技术结合智能控制的方法，突破了焊接熔滴和熔滴铁水冷凝成型的关键技术，解决了传统的间隙立焊接过程中存在的焊缝流动以及焊缝不均匀导致的难以一次焊接成型的缺陷，以及必须依赖衬板的缺陷，本发明通过流体工艺融合智能控制实现了间隙立焊缝一次焊接成型，可以控制焊缝质量，保证焊缝外形均匀，提高焊缝强度和焊接效率，尤其适用于需要打底的立焊接场景以及联通的坡口间隙的情况。

本发明的技术方案如下所述：

全位置背幕型立焊装置，包括右边六自由度模块1、右侧被结合材料2、左侧被结合材料3、垫板5、右边工具执行器8、左边六自由度模块13、左边工具执行器16和控制器，其中，右边工具执行器8包括焊接金属丝9、回收模块10，左边工具执行器16包括左边加温矢量气体喷射模块11、中间加温矢量气体喷射模块14、右边加温矢量气体喷射模块15，并且左边加温矢量气体喷射模块11、中间加温矢量气体喷射模块14和右边加温矢量气体喷射模块15均包含视觉机构，控制器（13）与视觉机构连接，