[发明专利]一种船舶大尺寸分段焊接变形控制装置与方法

权利要求书

1.一种船舶大尺寸分段焊接变形控制装置，其特征在于，包括温度调节装置、温度测量装置和计算机温控装置；

所述温度调节装置包含多个制冷单元、加热单元、电源、继电器，通过导线连接在回路中，加热单元和制冷单元布置于焊接板材上，由所述计算机温控装置根据焊接时刻和所述温度测量装置测得结果控制所述温度调节装置中的制冷单元和加热单元的开启、关闭时刻；

所述温度测量装置包含多个测温单元布置于所述温度调节装置中的加热单元/制冷单元附近钢板上，用于测量对应位置的温度，并将测量结果反馈给所述计算机温控装置；

所述计算机温控装置与温度调节装置中的继电器和温度测量装置相连，获取温度测量装置反馈结果并通过控制继电器的通断控制制冷/加热单元的开启与关闭。

2.如权利要求1所述一种船舶大尺寸分段焊接变形控制装置，其特征在于，所述温度调节装置中的加热单元/制冷单元可配置为半导体制冷片或者热电阻。

3.如权利要求1所述一种船舶大尺寸分段焊接变形控制装置，其特征在于，所述温度调节装置中的加热单元/制冷单元的布置方式为外置装夹或者热熔胶固定。

4.如权利要求1所述一种船舶大尺寸分段焊接变形控制装置，其特征在于，所述温度调节装置中的制冷单元与加热单元的作用时段可为在焊接全程保持制冷/加热、在焊接过程中的某一时刻开启制冷/加热至焊接结束、在焊接过程中的某一时刻开启制冷/加热至后续测温装置测得焊缝周围温度与附近的所述制冷单元、所述加热单元附近的钢板温度温度差小于100摄氏度。

5.如权利要求1所述一种船舶大尺寸分段焊接变形控制装置，其特征在于，所述温度测量装置中的测温单元可配置为热电偶。

6.如根据权利要求1所述一种船舶大尺寸分段焊接变形控制装置，其特征在于，所述计算机温控装置可配置为PLC或者工控机。

7.一种船舶大尺寸分段焊接变形控制方法，采用如权利要求1-6所述任意一种船舶大尺寸分段焊接变形控制装置进行焊接变形控制，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、对待焊零件表面进行预处理，保证表面清洁；

步骤2、通过热熔胶或夹具夹持将所述温度调节装置的制冷单元、加热单元固定在待焊零件表面；

步骤3、将所述温度调节装置中的制冷单元、加热单元通过导线与继电器和电源相连，并将继电器和所述计算机温控装置相连；

步骤4、在所述温度调节装置中的制冷单元、加热单元附近布置所述温度测量装置的测温单元，并与所述计算机温控装置相连；

步骤5、对待焊板进行激光电弧复合焊接；

步骤6、通过所述计算机温控装置，根据焊接时刻开启垂直焊缝方向临近位置的所述温度调节装置中的制冷单元、加热单元，并通过所述温度测量装置监测其温度；

步骤7、当焊缝周围温度与附近的所述温度调节装置中的制冷单元、加热单元附近的钢板温度相近时，关闭对应位置处的所述温度调节装置中的制冷单元和加热单元；

步骤8、直至整个焊接完成，关闭所述温度测量装置与所述温度调节装置。

8.根据权利要求7所述一种船舶大尺寸分段焊接变形控制方法，其特征在于，所述步骤5中激光电弧复合焊接的参数是激光功率12.8kw,电弧焊电流328A，电压31.3V，送丝速度13.8m/min，焊接速度240cm/min，光丝间距为3mm，采用电弧引导方式。

9.根据权利要求7所述一种船舶大尺寸分段焊接变形控制方法，其特征在于，所述步骤6中，垂直焊缝方向临近位置是指距离小于150mm范围内。

10.根据权利要求7所述一种船舶大尺寸分段焊接变形控制方法，其特征在于，所述步骤7中，当焊缝周围温度与附近的所述温度调节装置中的制冷单元、加热单元附近的钢板温度温度差小于100摄氏度时，关闭对应位置处的所述温度调节装置中的制冷单元和加热单元。