一種中厚板材的等離子與雙tig組合焊接裝置制造方法
【專利摘要】一種中厚板材的等離子與雙TIG組合焊接裝置，屬于等離子及TIG焊接設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，用于提高中厚板材的等離子及TIG焊接的效率和焊接質(zhì)量。其技術(shù)方案是：本實(shí)用新型采用兩臺(tái)TIG焊接與等離子焊機(jī)進(jìn)行組合，兩臺(tái)焊接電源的工藝參數(shù)設(shè)置非常靈活，彼此可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，同時(shí)又需要互相協(xié)調(diào)工作，使兩個(gè)電弧以交替脈沖方式進(jìn)行焊接，盡量減少兩個(gè)電弧之間的相互作用力，以利于電弧和焊接過(guò)程的穩(wěn)定，有效解決雙弧的干擾。本實(shí)用新型充分發(fā)揮等離子與TIG組合焊接的優(yōu)勢(shì)，是等離子和TIG組合焊接技術(shù)的創(chuàng)新。本實(shí)用新型有效地提高了中厚板材的等離子焊接效率，保證了焊接質(zhì)量，滿足了生產(chǎn)發(fā)展的需要，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】一種中厚板材的等離子與雙TIG組合焊接裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于中厚板材的等離子與TIG組合焊接裝置，屬于等離子及TIG焊接設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，使用等離子焊接或其組合焊接方法中，主要有以下三種焊接方法。
[0003]1.等離子填絲焊接方法。采用此方法存在兩大不足:一是組對(duì)間隙及錯(cuò)邊量要求高；二是焊接過(guò)程適應(yīng)能力差。
[0004]2.等離子與TIG焊接方法。TIG焊是鎢極惰性氣體保護(hù)焊的縮寫(xiě)，采用此方法雖然可以利用TIG焊接方法良好的覆蓋能力，但是由于受到TIG焊接速度的限制，等離子高速焊接時(shí)，很難與等離子同時(shí)進(jìn)行焊接。目前生產(chǎn)企業(yè)通常是先采用等離子打底焊接，然后再用TIG焊進(jìn)行填充蓋面焊接，這樣大大降低了生產(chǎn)效率。
[0005]3.等離子與熱絲TIG焊接方法。采用此方法雖然可以增大熔敷率，但是不足之處是，熱絲必須與母材接觸，形成導(dǎo)電回路，否則會(huì)產(chǎn)生焊絲飛濺，容易夾渣，影響焊縫質(zhì)量。
[0006]上述三種方法都存在難以克服的不足，特別是在中厚板材的焊接中，雖然現(xiàn)有的等離子與TIG組合的焊接方法采用了不同的組合方式，但是依然存在著焊接時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、焊接質(zhì)量不能得到有效保證的缺點(diǎn)，不能發(fā)揮等離子焊接與TIG焊接的組合優(yōu)勢(shì)，難以滿足用戶的需求，成為制約生產(chǎn)快速發(fā)展的難題，迫切需要加以解決。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種中厚板材的等離子與雙TIG組合焊接裝置，這種焊接裝置能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，充分發(fā)揮等離子與TIG組合焊接的優(yōu)勢(shì)，有效提高中厚板材的焊接效率，保證焊接質(zhì)量，滿足生產(chǎn)發(fā)展的需要。
[0008]解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:
[0009]一種中厚板材的等離子與雙TIG焊接裝置，它包括等離子焊機(jī)、等離子控制器、等離子冷卻裝置、焊接機(jī)頭、等離子焊槍、TIG焊機(jī)、TIG焊槍，TIG焊槍上配有保護(hù)氣體及冷卻裝置，其改進(jìn)之處是，它有兩臺(tái)TIG焊機(jī)和兩把TIG焊槍及兩套保護(hù)氣體和冷卻裝置，兩把TIG焊槍分別連接到兩臺(tái)TIG焊機(jī)上，兩把TIG焊槍上分別配有保護(hù)氣體及冷卻裝置，等離子焊槍和雙TIG焊槍安裝在焊接機(jī)頭上，等離子焊槍在前，雙TIG焊槍在后，兩把TIG焊槍的控制端分別與兩臺(tái)TIG焊機(jī)相連接，兩臺(tái)TIG焊機(jī)分別與協(xié)同控制器相連接。
[0010]上述中厚板材的等離子與雙TIG組合焊接裝置，所述兩臺(tái)TIG焊機(jī)分別與兩塊帶DA接口的ARM執(zhí)行器相連接，兩個(gè)ARM執(zhí)行器分別通過(guò)CAN總線與Linux嵌入式控制器相連接，Linux嵌入式控制器通過(guò)RS422接口或1與可編程序控制器PLC連接，Linux嵌入式控制器還分別通過(guò)USB、VGA與輸入設(shè)備和顯示器相連接。
[0011]上述中厚板材的等離子與雙TIG組合焊接裝置，所述等離子焊槍與待焊平面保持垂直，雙TIG焊槍之間有可調(diào)夾角，雙TIG焊槍與待焊平面有可調(diào)夾角，雙TIG焊槍附有雙TIG焊槍擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、送絲機(jī)構(gòu)及雙TIG焊接拖罩。
[0012]上述中厚板材的等離子與雙TIG焊接裝置，所述TIG焊槍與待焊平面的垂直線之間的夾角可調(diào)范圍分別為0?45°。
[0013]上述中厚板材的等離子與雙TIG焊接裝置，所述兩把TIG焊槍的鎢極尖端距離為2?10mm，鎢極尖端與工件表面距離為2飛mm。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]本實(shí)用新型在雙TIG焊接過(guò)程中，兩臺(tái)焊接電源的工藝參數(shù)設(shè)置非常靈活，彼此可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，同時(shí)又需要互相協(xié)調(diào)工作，使兩個(gè)電弧以交替脈沖方式進(jìn)行焊接，盡量減少兩個(gè)電弧之間的相互作用力，以利于電弧和焊接過(guò)程的穩(wěn)定，有效解決雙弧的干擾。
[0016]本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，采用兩臺(tái)TIG焊接與等離子焊機(jī)進(jìn)行組合，充分發(fā)揮等離子與TIG組合焊接的優(yōu)勢(shì)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的中厚板等離子焊接效率低下和難以保證質(zhì)量的難題，是等離子和TIG組合焊接技術(shù)的創(chuàng)新，有效地提高了中厚板材的等離子焊接效率，保證了焊接質(zhì)量，滿足了生產(chǎn)發(fā)展的需要，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型的等離子焊槍與雙TIG焊槍的安裝示意圖；
[0019]圖3是本實(shí)用新型的雙TIG焊接協(xié)同控制框圖；
[0020]圖4是本實(shí)用新型的雙TIG焊接時(shí)序控制圖。
[0021]圖中標(biāo)記如下:等離子焊機(jī)1、等離子冷卻裝置2、等離子控制器3、工件4、等離子焊接拖罩5、等離子焊槍6、焊接參數(shù)顯示及調(diào)節(jié)裝置7、焊縫對(duì)中機(jī)構(gòu)8、等離子弧長(zhǎng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)9、焊接機(jī)頭10、雙TIG焊槍擺動(dòng)機(jī)構(gòu)11、送絲輪12、焊絲盤(pán)13、雙TIG弧長(zhǎng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)14、第一 TIG焊槍15、第二 TIG焊槍16、雙TIG位置與角度調(diào)節(jié)裝置17、送絲機(jī)構(gòu)18、雙TIG焊接拖罩19、離子氣20、保護(hù)氣21、等離子拖罩保護(hù)氣22、第一 TIG焊槍保護(hù)氣23、第二 TIG焊槍保護(hù)氣24、雙TIG拖罩保護(hù)氣25、PLC控制裝置26、第二 TIG焊接冷卻水箱27、第二 TIG焊機(jī)28、第一 TIG焊接冷卻水箱29、第一 TIG焊機(jī)30、開(kāi)關(guān)信號(hào)31、第一 TIG焊機(jī)脈沖電流波形32、第二 TIG焊機(jī)反向脈沖電流波形33、第二 TIG焊機(jī)同步脈沖電流波形34、第二 TIG焊機(jī)相位差脈沖電流波形35、送絲速度36、焊接速度37的波形。

【具體實(shí)施方式】
[0022]本實(shí)用新型是一種中厚板材的等離子與雙TIG組合焊接裝置，這種焊接裝置能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，充分發(fā)揮等離子與TIG組合焊接的優(yōu)勢(shì)，有效提高中厚板材的焊接效率，保證焊接質(zhì)量。
[0023]本實(shí)用新型的等離子與雙TIG組合焊接裝置包括等離子焊機(jī)1、等離子冷卻裝置2、等離子控制器3、焊接機(jī)頭10、等離子焊槍6、焊縫對(duì)中機(jī)構(gòu)8、等離子弧長(zhǎng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)9、送絲輪12、焊絲盤(pán)13、雙TIG弧長(zhǎng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)14、雙TIG位置與角度調(diào)節(jié)裝置17、第一 TIG焊槍15、第二 TIG焊槍16、送絲機(jī)構(gòu)18、雙TIG焊接拖罩19、雙TIG焊槍擺動(dòng)機(jī)構(gòu)11、離子氣20、保護(hù)氣21、等離子拖罩保護(hù)氣22、第一 TIG焊槍保護(hù)氣23、第二 TIG焊槍保護(hù)氣24、雙TIG拖罩保護(hù)氣25、PLC控制裝置26、第二 TIG焊接冷卻水箱27、第二 TIG焊機(jī)28、第一 TIG焊接冷卻水箱29、第一 TIG焊機(jī)30。
[0024]圖中顯示，第一 TIG焊槍15和第二 TIG焊槍16分別連接到第一 TIG焊機(jī)30和第二 TIG焊機(jī)28上，兩把TIG焊槍上分別配有保護(hù)氣體及冷卻裝置。
[0025]圖中顯示，等離子焊槍6和雙TIG焊槍安裝在焊接機(jī)頭10上，等離子焊槍6在前，雙TIG焊槍在后，等離子焊槍6與待焊平面保持垂直，雙TIG焊槍之間有可調(diào)夾角，雙TIG焊槍與待焊平面有可調(diào)夾角，雙TIG焊槍附有雙TIG焊槍擺動(dòng)機(jī)構(gòu)11、送絲機(jī)構(gòu)18及雙TIG焊接拖罩19。
[0026]圖中顯示，兩臺(tái)TIG焊機(jī)的控制端分別與兩塊帶DA接口的ARM執(zhí)行器相連接，兩個(gè)ARM執(zhí)行器分別通過(guò)CAN總線與Linux嵌入式控制器相連接，Linux嵌入式控制器通過(guò)RS422接口或1與可編程序控制器PLC連接，Linux嵌入式控制器還分別通過(guò)USB、VGA與輸入設(shè)備和顯示器相連接。
[0027]圖中顯示，在雙TIG焊接時(shí)序控制圖中，可以看到開(kāi)關(guān)信號(hào)31、第一 TIG焊機(jī)脈沖電流波形32、第二 TIG焊機(jī)反向脈沖電流波形33、第二 TIG焊機(jī)同步脈沖電流波形34、第二TIG焊機(jī)相位差脈沖電流波形35、送絲速度36、焊接速度37的波形。其中第一 TIG焊機(jī)脈沖電流波形32與第二 TIG焊機(jī)反向脈沖電流波形33的相位相反，第一 TIG焊機(jī)脈沖電流波形32與第二 TIG焊機(jī)同步脈沖電流波形34的相位相同。
[0028]在雙TIG焊接過(guò)程中，兩臺(tái)焊接電源的工藝參數(shù)設(shè)置需要非常靈活，彼此可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，同時(shí)又需要互相協(xié)調(diào)工作，使兩個(gè)電弧以交替脈沖方式進(jìn)行焊接，盡量減少兩個(gè)電弧之間的相互作用力，以利于電弧和焊接過(guò)程的穩(wěn)定，有效解決雙弧的干擾。
[0029]使用Linux嵌入式控制器完成對(duì)焊接參數(shù)的設(shè)定和脈沖的解析，使用兩塊帶DA接口的ARM執(zhí)行器完成對(duì)兩臺(tái)TIG焊機(jī)的焊接控制，Linux嵌入式控制器與ARM執(zhí)行器之間通過(guò)CAN總線接口使用既定協(xié)議完成焊接脈沖信號(hào)的傳輸。Linux嵌入式控制器根據(jù)設(shè)定的參數(shù)和焊槍啟停信號(hào)計(jì)算出控制脈沖信號(hào)通過(guò)CAN總線實(shí)時(shí)發(fā)送給ARM執(zhí)行器，ARM執(zhí)行器根據(jù)接收的脈沖信號(hào)最終完成對(duì)兩臺(tái)TIG焊機(jī)的協(xié)同控制。Linux嵌入式控制器與控制運(yùn)動(dòng)的PLC通過(guò)RS422接口或1連接，用以接收TIG焊槍開(kāi)關(guān)信號(hào)，根據(jù)設(shè)定參數(shù)解析向執(zhí)行器發(fā)送命令，ARM執(zhí)行器通過(guò)DA控制TIG焊機(jī)工作。
[0030]Linux嵌入式控制器與ARM執(zhí)行器之間參數(shù)的傳輸與控制信號(hào)時(shí)序的控制，Linux嵌入式控制器獲取TIG焊槍啟停信號(hào)從而控制TIG焊機(jī)的協(xié)調(diào)工作。Linux嵌入式控制器從PLC獲取兩臺(tái)TIG焊機(jī)的TIG焊槍啟停信號(hào)后，將已設(shè)定TIG焊機(jī)的工作參數(shù)解析，根據(jù)時(shí)序要求分別計(jì)算出脈沖信號(hào)，向ARM執(zhí)行器發(fā)出控制數(shù)據(jù)幀，ARM執(zhí)行器收到控制脈沖信號(hào)后即時(shí)向TIG焊機(jī)發(fā)送脈沖信號(hào)控制TIG焊機(jī)工作，從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同控制要求。
[0031]本實(shí)用新型的自動(dòng)等離子焊接參數(shù)為:
[0032]焊接電流100?400A，焊接電壓15?40V，鎢極直徑2.4?6.4mm,噴嘴孔徑2?5mm，焊槍高度3?8mm，極性為直流正接。
[0033]本實(shí)用新型的自動(dòng)雙TIG焊接參數(shù)為:
[0034]焊接電流50?400A，焊接電壓10?30V，相位差180°，焊槍夾角O?90°，鎢極間距2?1mm,鶴極直徑2.0?6.4mm,直流正接。
[0035]本實(shí)用新型的等離子焊接與雙TIG組合焊接的焊接速度范圍為150?800mm/min。
【權(quán)利要求】
1.一種中厚板材的等離子與雙TIG組合焊接裝置，它包括等離子焊機(jī)(I)、等離子冷卻裝置(2)、等離子控制器(3)、焊接機(jī)頭(10)、等離子焊槍(6)、TIG焊機(jī)、TIG焊槍，TIG焊槍上配有保護(hù)氣體及冷卻裝置，其特征在于:它有兩臺(tái)TIG焊機(jī)和兩把TIG焊槍及兩套保護(hù)氣體和冷卻裝置，兩把TIG焊槍分別連接到兩臺(tái)TIG焊機(jī)上，兩把TIG焊槍上分別配有保護(hù)氣體及冷卻裝置，等離子焊槍(6)和雙TIG焊槍安裝在焊接機(jī)頭(10)上，等離子焊槍(6)在前，雙TIG焊槍在后，兩把TIG焊槍的控制端分別與兩臺(tái)TIG焊接相連接，兩臺(tái)TIG焊機(jī)分別與協(xié)同控制器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中厚板材的等離子與雙TIG組合焊接裝置，其特征在于:所述兩臺(tái)TIG焊機(jī)分別與兩塊帶DA接口的ARM執(zhí)行器相連接，兩個(gè)ARM執(zhí)行器分別通過(guò)CAN總線與Linux嵌入式控制器相連接,Linux嵌入式控制器通過(guò)RS422接口或1與可編程序控制器PLC連接，Linux嵌入式控制器還分別通過(guò)USB、VGA與輸入設(shè)備和顯示器相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中厚板材的等離子與雙TIG組合焊接裝置，其特征在于:所述等離子焊槍(6)與待焊平面保持垂直，雙TIG焊槍之間有可調(diào)夾角，雙TIG焊槍與待焊平面有可調(diào)夾角，雙TIG焊槍附有雙TIG焊槍擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(11 )、送絲機(jī)構(gòu)(18)、雙TIG焊接拖罩(19)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的中厚板材的等離子與雙TIG組合焊接裝置，其特征在于:所述TIG焊槍與待焊平面的垂直線之間的夾角可調(diào)范圍分別為(Γ45°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中厚板材的等離子與雙TIG組合焊接裝置，其特征在于:所述兩把TIG焊槍的鎢極尖端距離為2?10mm，鎢極尖端與工件表面距離為2飛mm。
【文檔編號(hào)】B23K28/02GK204135569SQ201420601789
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】柳錚, 閆興貴, 瞿懷宇, 陸曉來(lái) 申請(qǐng)人:唐山開(kāi)元焊接自動(dòng)化技術(shù)研究所有限公司