一种焊接设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种焊接设备，包括焊机装置和变位机；还包括：测温装置，用于测量焊接过程中，待测焊件的焊接熔池前端未熔化区域的实际温度数据；预警装置，其预存有焊透状态下焊接接头的焊接熔池前端未熔化区域的标准温度数据；与测温装置通信连接，以根据实际温度数据与标准温度数据的对比实现未焊透预警；控制装置，其与测温装置、焊机装置及变位机通信连接，用于调整测温装置、焊机装置的焊枪及工作台三者的相对位置。该焊接设备能够在焊接时，实时监测焊接接头是否存在未焊透缺陷，以及时调整焊接参数，确保焊接质量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及焊接
，特别是涉及一种焊接设备，能够实时监测焊接接头未焊透缺陷。
技术介绍
焊接作为一种基本工艺方法，广泛应用于航空航天、舰船、桥梁、机械、冶金、能源、石油化工、建筑等行业。由于焊接过程经常受到来自各种因素的影响，因此焊缝中有时不可避免地会出现裂纹、气孔、夹杂、未熔合、未焊透等缺陷。其中未焊透是最常见而又最严重的焊接缺陷之一。GB 6417—1986《金属熔化焊焊缝缺陷分类及说明》对未焊透进行了定义：未焊透为在焊接时接头的根部未完全熔透的现象。未焊透缺陷会产生下面两个问题：其一，减少了焊缝的有效截面积，破坏了焊接接头连续性，使焊接接头的强度下降；其二，在焊缝未焊透尖角部位容易产生应力集中，严重降低了焊缝疲劳强度，使之成为裂纹源的机率增加，从而对焊缝造成破坏。因此，为保证焊接构件的产品质量，国家规定必须对焊缝质量进行有效的检测，其中对未焊透缺陷的检测尤为重要。目前，未焊透缺陷的检测方法多为射线、超声、磁粉、渗透、电磁等无损检测方式，但是这些检测方法均是在焊接好的焊件上进行，也就是说，在焊接完成后进行，这样，若检测出存在未焊透现象，还需重新焊接，这样就增加了焊接的经济成本和时间成本。有鉴于此，亟待设计一种能够实时监测焊接接头未焊透缺陷的焊接设备，以焊接的同时，对焊接接头是否存在未焊透缺陷进行实时监测。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种焊接设备，该焊接设备能够在焊接的同时，实时监测焊接接头是否存在未焊透缺陷，以便及时调整焊接参数，确保焊接质量。为解决上述技术问题，本技术提供一种焊接设备，包括焊机装置和变位机，所述变位机能够调整工作台的位置，其中，所述工作台用于固定待测焊件；还包括：测温装置，用于测量焊接过程中，所述待测焊件的焊接熔池前端未熔化区域的实际温度数据；预警装置，其预存有焊透状态下焊接接头的焊接熔池前端未熔化区域的标准温度数据；与所述测温装置通信连接，以根据所述实际温度数据与所述标准温度数据的对比实现未焊透预警；控制装置，其与所述测温装置、所述焊机装置及所述变位机通信连接，用于调整所述测温装置、所述焊机装置的焊枪及所述工作台三者的相对位置。经研究分析发现，基于焊接热作用和热传导原理，待测焊件的焊接熔池前端未熔化区域的温度分布能够反映焊接状态，所以，可以基于焊接熔池前端未熔化区域的温度分布来判断焊接接头是否未焊透。该焊接设备通过测温装置来实时获取待测焊件的焊接熔池前端未熔化区域的实际温度数据，所获取的实际温度数据可输送至预警装置，与预警装置中预存的焊透状态下焊接熔池前端未熔化区域的标准温度数据进行比对，即可实现未焊透的预警。由于焊接过程中，待测焊件的焊接熔池会移动，所以该焊接设备还设置有控制装置，用来调整测温装置、焊机装置的焊枪及固定待测焊件的工作台三者的相对位置，以确保测温装置能够实时监测到焊接熔池前端的实际温度数据。如上所述，该焊接设备在焊件的焊接过程中就能够对未焊透缺陷进行预警，若出现未焊透缺陷，则能够及时调整焊接工艺参数，与现有技术中焊接完成后再检测相比，大大节约了经济成本和时间成本。可选的，所述焊接熔池前端未熔化区域为在所述焊接熔池前端，距所述焊接熔池的边缘5～10mm的区域。可选的，所述焊接熔池前端未熔化区域具体为在所述焊接熔池前端，距所述焊接熔池的边缘5～10mm的区域内的一条垂直于焊缝方向的待测线。可选的，所述测温装置具体为红外测温仪。可选的，所述焊机装置包括脉冲焊机、焊接保护气、激光器电源和焊枪；所述激光器电源为所述焊枪提供能量和脉冲；所述脉冲焊机用于将所述焊接保护气输送至所述焊枪。可选的，所述焊机装置还包括焊接机械臂，其末端为夹持所述焊枪的机械夹手；所述控制装置通过控制所述焊接机械臂来调整所述焊枪的位置。可选的，所述焊接机械臂和所述变位机集成于一台焊接机器人。附图说明图1为本技术所提供焊接设备的一种具体实施例的结构示意图；图2示出了焊接设备的测温装置的测温区域示意图。其中，图1和图2中的部件名称和附图标记之间的一一对应关系如下所示：脉冲焊机11，激光器电源12，焊接保护气13，焊枪14；焊接机械臂20，变位机30，红外测温仪40，控制装置50，预警装置60；焊接熔池R，测温区域C。具体实施方式本技术的核心是提供一种焊接设备，该焊接设备能够在焊接的同时，实时监测焊接接头是否存在未焊透缺陷，以便及时调整焊接参数，确保焊接质量。为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。请参考图1，图1为本技术所提供焊接设备的一种具体实施例的结构示意图。该焊接设备包括焊机装置和变位机30；变位机30能够调整工作台的位置，其中，工作台用于固定待测焊件。变位机30通过调整工作台的位置使待测焊件处于最佳焊接位置；可以理解，根据实际需要，变位机30可以控制工作台的升降、回转或倾斜等动作。该焊接设备还包括：测温装置，用于测量焊接过程中，待测焊件的焊接熔池前端未熔化区域的实际温度数据；预警装置60，其预存有焊透状态下焊接接头的焊接熔池前端未熔化区域的标准温度数据；该预警装置60与测温装置通信连接，能够接收测温装置获取的实际温度数据，以根据实际温度数据与标准温度数据的对比实现未焊透预警；控制装置50，其与测温装置、焊机装置及变位机30通信连接，用于调整测温装置、焊机装置的焊枪14及工作台三者的相对位置，以使焊枪14对待测焊件焊接的同时，测温装置能够实时监测待测焊件的焊接熔池前端的实际温度数据。经研究分析发现，基于焊接热作用和热传导原理，待测焊件的焊接熔池前端未熔化区域的温度分布能够反映焊接状态，所以，可以基于焊接熔池前端未熔化区域的温度分布来判断焊接接头是否未焊透，从而在焊接过程中就对未焊透缺陷进行预警，以便于及时调整焊接工艺参数。该焊接设备通过测温装置来实时获取待测焊件的焊接熔池前端未熔化区域的实际温度数据，所获取的实际温度数据可输送至预警装置60，与预警装置60中预存的焊透状态下焊接熔池前端未熔化区域的标准温度数据进行比对，即可实现未焊透的预警。由于焊接过程中，待测焊件的焊接熔池是移动变化的，所以该焊接设备还设置有控制装置50，用来调整测温装置、焊机装置的焊枪14及固定待测焊件的工作台三者的相对位置，以确保测温装置能够实时监测到焊接熔池前端的实际温度数据。如上所述，该焊接设备在焊件的焊接过程中就能够对未焊透缺陷进行预警，若出现未焊透缺陷，则能够及时调整焊接工艺参数，与现有技术中焊接完成后再检测相比，大大节约了经济成本和时间成本。这里需要说明的是，焊接熔池指因焊弧热而熔化成池状的母材部分，可以理解，熔池为焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分；其中，焊接熔池前端指焊接过程中熔池的边缘移动方向的前端。由于焊接过程中，熔池的边缘随焊接时间的变化而变化，所以，焊接熔池前端未熔化区域也是随着焊接时间的变化而变化的。因此，该方案中，通过控制装置50来控制测温装置、焊枪14及工作台三者的相对位置，以确保测温装置能够实时监测到焊接熔池前端的实际温度数据。由上可知，焊接熔池前端的温度场与时间相关，还与具体测温点距焊接熔池的边缘的距离相关，或者具体测温点距焊缝中心的距离相关。因此，测温装置测得的实际温度数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接设备，包括焊机装置和变位机(30)，所述变位机(30)能够调整工作台的位置，其中，所述工作台用于固定待测焊件；其特征在于，还包括：测温装置，用于测量焊接过程中，所述待测焊件的焊接熔池前端未熔化区域的实际温度数据；预警装置(60)，其预存有焊透状态下焊接接头的焊接熔池前端未熔化区域的标准温度数据；与所述测温装置通信连接，以根据所述实际温度数据与所述标准温度数据的对比实现未焊透预警；控制装置(50)，其与所述测温装置、所述焊机装置及所述变位机(30)通信连接，用于调整所述测温装置、所述焊机装置的焊枪(14)及所述工作台三者的相对位置。

【技术特征摘要】
1.一种焊接设备，包括焊机装置和变位机(30)，所述变位机(30)能够调整工作台的位置，其中，所述工作台用于固定待测焊件；其特征在于，还包括：测温装置，用于测量焊接过程中，所述待测焊件的焊接熔池前端未熔化区域的实际温度数据；预警装置(60)，其预存有焊透状态下焊接接头的焊接熔池前端未熔化区域的标准温度数据；与所述测温装置通信连接，以根据所述实际温度数据与所述标准温度数据的对比实现未焊透预警；控制装置(50)，其与所述测温装置、所述焊机装置及所述变位机(30)通信连接，用于调整所述测温装置、所述焊机装置的焊枪(14)及所述工作台三者的相对位置。2.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述焊接熔池前端未熔化区域为在所述焊接熔池前端，距所述焊接熔池的边缘5～(10)mm的区域。3.根据权利要求2所述的焊接设备，其特征在于，所述焊接熔池前端未熔化区...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴向阳，张志毅，果伟，田仁勇，武永寿，王银灵，陶传琦，商浩，吕光宙，迟建波，国东芳，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37