水下湿法焊接质量评估系统及焊接质量检测控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水下湿法焊接质量检测控制方法，包括录入焊接规范、确定评价指标、自动判定引弧效果、实时采集信息、语音报警、自动判定焊接过程结束和焊后评价，借助水下湿法焊接质量评估系统，对水下湿法焊接过程进行及时有效的干预，并对焊接质量进行准确评估；水下湿法焊接质量评估系统，包括电脑和数据采集器，电脑和数据采集器通过数据线连接，电脑用于录入焊接规范，接受、保存并显示焊接过程数据采集器采集的电信号信息，对电信号信息进行处理，携带方便、操作简单。

Underwater wet welding quality evaluation system and welding quality detection and control method

The invention discloses a method for detecting and controlling underwater wet welding quality, including input welding specification, determination of evaluation index, automatic judgment of arc initiation effect, real-time acquisition of information, voice alarm, automatic judgment of welding process end and post-welding evaluation, and underwater wet welding quality evaluation system. The underwater wet welding quality evaluation system, including computer and data collector, is connected by data line, computer is used to input welding specification, accept, save and display the electrical signal collected by data collector during welding process. It is convenient to operate and simple to operate.

【技术实现步骤摘要】
水下湿法焊接质量评估系统及焊接质量检测控制方法
本专利技术属于焊接
，特别涉及一种水下湿法焊接质量评估系统及焊接质量检测控制方法。
技术介绍
水下焊接切割技术具有连接强度等级高，切割速度快等优点，在舰船应急抢修中有较大的应用价值。舰船水下焊接应急抢修多数为原位焊接，施工结束后较难对其进行质量检验。焊接质量检验工作一般是通过焊后无损探伤进行的。对于水下湿法焊接，由于水下操作的特殊情况，开展无损探伤较困难。在陆上焊接过程中，焊接质量在线评估有较为成熟的应用：文献“基于LabVIEW的焊接质量在线检测分析系统”介绍了利用焊接过程电信号评估了CO2焊接过程稳定性；文献“机器人弧焊过程焊缝质量信息的在线判读”介绍了在汽车生产过程中通过在线进行焊接信息特征提取与融合实现焊接质量在线判读的研究工作。文献“基于机器视觉的贵金属复合带焊接质量在线检测技术研究”则介绍了基于机器视觉的贵金属复合带焊接质量在线检测系统的开发。开展焊接质量在线实时评估工作，可以克服原位水下施工带来的不足，通过实时采集信息，对焊接过程进行评估，定性分析焊接质量。但水下焊接恶劣的施工环境使得视觉、温度等信息难以及时有效地采集，只能通过采集电流、电压等数据进行分析处理。不仅如此，在水下湿法焊接施工过程中，数据采集设备只有固定于船甲板上，这就对设备的便携性和防水性提出了更高的要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种携带方便、防水性能好、操作简单、实时监测、能够自动判断焊接引弧与收弧信号、通过焊接过程电信号评估焊接质量并能实现语音报警的水下湿法焊接质量评估系统及利用该系统进行的焊接质量检测控制方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：水下湿法焊接质量评估系统，包括电脑和数据采集器，电脑和数据采集器通过数据线连接，所述电脑包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的操作程序和焊接质量评估数学模型，电脑用于录入焊接规范，接受、保存并显示焊接过程数据采集器采集的电信号信息，对电信号信息进行处理，焊接质量评估数学模型以焊接规范作为输入变量，输出值为该焊接规范条件下优秀焊工焊接时提取的电信号变异系数。变异系数越低，证明焊接过程越稳定，焊接质量也就越好。所述焊接规范包括：焊条类型、焊条直径、焊接母材类型、焊接电流、焊接位置、工作水深、工作水流等。焊接质量评估数据模型设计为：CV＝αUk1Ik2Hk3。其中CV为考核指标；K1，k2，K3为系数；U为电弧电压值，单位为V，范围20-50；I为焊接电流值，单位为A，范围100-400；H为水深值，单位为米，范围0-60；α为焊接位置系数。当焊接位置为平焊时，α＝αf，当焊接位置为立向下焊时，α＝αv，当焊接位置为仰焊时，α＝αo，当焊接位置为横焊时，α＝αh，αf，αv，αo，αh为不同焊接位置条件下的系数。为便于使用，K1，k2，K3，αf，αv，αo，αh等系数对于不同的焊条类型、焊条直径，上述指标有一定差异，并通过前期工艺试验确定，存储于电脑上的存储器/数据库中。优选的是，所述数据采集器包括内置于高防水等级机箱内的数据采集卡、电流传感器、电压传感器和语音报警装置。优选的是，所述电流传感器和电压传感器分别与数据采集卡连接，所述电流传感器用于将焊接电流信息转化成数据采集卡易于识别的信号，并实现数据采集器与信号源的电气隔离；所述电压传感器用于将焊接电压信息转化成数据采集卡易于识别的信号，并实现数据采集器与信号源的电气隔离；所述数据采集卡与电脑连接，将实时采集的电流电压数据传输到电脑，并接受电脑的控制指令。本专利技术还提供一种水下湿法焊接质量检测控制方法，包括：a.录入焊接规范；b.确定焊接质量评价指标；c.自动判定引弧效果；d.实时采集信息；e.语音报警；f.自动判定焊接过程结束；g.焊后评价；利用前述的水下湿法焊接质量评估系统，对水下湿法焊接过程进行及时有效的干预，并对焊接质量进行准确评估。在焊接过程开始之前，操作者需要将焊接规范录入水下湿法焊接质量评估系统。所述焊接规范包括：焊条类型、焊条直径、焊接母材类型、焊接电流、焊接位置、工作水深、工作水流等。在使用过程中，水下湿法焊接质量评估系统会根据当前的焊接规范，利用焊接质量评估数学模型通过数值拟合的方式计算出当前焊接规范条件下优秀焊工焊接时电信号变异系数，以此作为当前焊接规范条件下的焊接质量评价指标。在焊接过程初始阶段，所述水下湿法焊接质量评估系统会实时采集焊接电流和焊接电压，并将电弧电压介于上限Umax和下限Umin之内且焊接电流高于设定值Imax、且该状态能够持续时间T1作为判定电弧是否成功引燃的标准，以便于确定是否开始正常的焊接过程。在引弧成功后，水下湿法焊接质量评估系统会每隔固定时间t，对统计周期内的焊接电流、焊接电压等信息进行分析处理，并与焊接质量评价指标进行对比；如果统计周期内的分析结果超出焊接质量评价指标允许范围，发出语音报警信号。水下湿法焊接质量评估系统通过语音报警方式，提醒施工过程的潜水员，以便其及时调整作业方式，达到控制焊接质量的目的。所述水下湿法焊接质量评估系统将焊接电流低于设定值Imin、且该状态能够持续时间T2作为判定熄弧的标准，用于判定焊接过程是否结束。并在焊接过程结束后，所述水下湿法焊接质量评估系统对整个焊接过程焊接中采集的数据进行统计分析，并对比焊接质量评价指标，对焊接质量进行综合评估，以便确定焊接过程/焊缝是否符合要求。与现有技术相比，本专利技术优点在于：(1)本专利技术的水下湿法焊接质量评估系统携带方便、防水性能好、操作简单，能够自动判断焊接引弧与收弧信号、通过焊接过程电信号评估焊接质量并能实现语音报警；(2)发专利技术提及的焊接质量检测控制方法借助便携式水下湿法焊接质量评估系统，实时监测焊接过程，利用水下湿法焊接质量评估系统的焊接质量评估数学模型对焊接质量进行准确评估，可以对水下湿法焊接过程进行及时有效的干预，及时调整作业方式，可以对焊接全程进行准确评估，也就是能确定焊缝是否符合焊接要求，达到控制焊接质量的目的。附图说明图1为本专利技术的水下湿法焊接质量评估系统示意图；图2为本专利技术的系统运行流程图；图3为实施例的不同潜水员焊后试件抗拉强度与电压变异系数关系。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，水下湿法焊接质量评估系统，包括电脑和数据采集器，电脑和数据采集器通过数据线连接。数据采集器包括内置于高防水等级机箱内的数据采集卡、电流传感器、电压传感器和语音报警装置。电流传感器和电压传感器分别与数据采集卡连接，电流传感器用于将焊接电流信息转化成数据采集卡易于识别的信号，并实现数据采集器与信号源的电气隔离；电压传感器用于将焊接电压信息转化成数据采集卡易于识别的信号，并实现数据采集器与信号源的电气隔离；数据采集卡与电脑连接，将实时采集的电流电压数据传输到电脑，并接受电脑的控制指令。电脑包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的操作程序和焊接质量评估数学模型，电脑用于录入焊接规范，接受、保存并显示焊接过程数据采集器采集的电信号信息，对电信号信息进行处理。下面具体介绍利用前述的水下湿法焊接质量评估系统进行的水下湿法焊接质量检测控制方法。如图2所示，操作者在焊接过程开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水下湿法焊接质量评估系统，包括电脑和数据采集器，电脑和数据采集器通过数据线连接，其特征在于：所述电脑包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的操作程序和焊接质量评估数学模型，电脑用于录入焊接规范，接受、保存并显示焊接过程数据采集器采集的电信号信息，对电信号信息进行处理，焊接质量评估数学模型以焊接规范作为输入变量，输出值为该焊接规范条件下优秀焊工焊接时提取的电信号变异系数。

【技术特征摘要】
1.水下湿法焊接质量评估系统，包括电脑和数据采集器，电脑和数据采集器通过数据线连接，其特征在于：所述电脑包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的操作程序和焊接质量评估数学模型，电脑用于录入焊接规范，接受、保存并显示焊接过程数据采集器采集的电信号信息，对电信号信息进行处理，焊接质量评估数学模型以焊接规范作为输入变量，输出值为该焊接规范条件下优秀焊工焊接时提取的电信号变异系数。2.根据权利要求1所述的水下湿法焊接质量评估系统，其特征在于：所述数据采集器包括内置于高防水等级机箱内的数据采集卡、电流传感器、电压传感器和语音报警装置。3.根据权利要求2所述的水下湿法焊接质量评估系统，其特征在于：所述电流传感器和电压传感器分别与数据采集卡连接，所述电流传感器用于将焊接电流信息转化成数据采集卡易于识别的信号，并实现数据采集器与信号源的电气隔离；所述电压传感器用于将焊接电压信息转化成数据采集卡易于识别的信号，并实现数据采集器与信号源的电气隔离；所述数据采集卡与电脑连接，将实时采集的电流电压数据传输到电脑，并接受电脑的控制指令。4.水下湿法焊接质量检测控制方法，其特征在于，包括：a.录入焊接规范；b.确定焊接质量评价指标；c.自动判定引弧效果；d.实时采集信息；e.语音报警；f.自动判定焊接过程结束；g.焊后评价；利用权利要求1所述的水下湿法焊接质量评估系统，对水下湿法焊接过程进行干预，并对焊接质量进行准确评估。5.根据权利要求4所述的水下湿法焊接质量检测控制方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜永鹏，马庆锋，殷子强，王芳，战智涛，张琳琳，杜大伟，刘超，袁新，
申请(专利权)人：山东省科学院海洋仪器仪表研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37