一种K-TIG焊接系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种K

【技术实现步骤摘要】
一种K
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TIG焊接系统及方法


[0001]本专利技术属于K
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TIG焊接
，具体是一种K
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TIG焊接系统及方法。

技术介绍

[0002]低碳钢、不锈钢和镍基合金等中厚板的传统氩弧焊设备，焊接填充效率低、焊接速度不高于180mm/min。K
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TIG焊接技术是利用大的电流（＞300A）产生较大的电弧压力，对中厚板进行一次性穿透焊接，由于不添加焊材、熔池重力和电弧较大的原因，焊缝成型容易产生咬边现象。
[0003]在石化管道、压力容器等多种产品设备中，经过K
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TIG一道焊接后还需进行一道盖面焊，这个过程不仅需要更换焊接设备，在不锈钢等特殊材质还需控制层间温度，设备和时间成本上都有一定的增加，如何实现K
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TIG焊接真正的一次性焊缝成形技术有待完善。
[0004]另一方面，由于K
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TIG焊接电弧较宽，一次性焊接焊缝正面宽度能达到12mm以上，而用于自动焊接的焊丝直径普遍在2mm左右，传统的氩弧焊对中送丝方式显然无法满足K
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TIG焊接一次焊缝成形。K
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TIG焊接速度较快达300mm/min、熔池体积大且流动性低，焊丝熔化后难以平铺满整个焊缝，导致K
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TIG焊接中厚板材料时存在咬边缺陷，无法一次性焊缝成形等缺陷。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种K
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TIG焊接系统及方法，以达到K
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TIG焊接一次性焊缝成形的目的。
[0006]本专利技术提供的一种K
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TIG焊接系统, 包括图像采集系统、图像处理系统、控制系统、摆动机构、送丝机构和焊接机构；所述图像处理系统用于根据所述图像采集系统采集的电弧图像，检测在该焊接电流下的电弧宽度值，并将所述电弧宽度值传送至所述控制系统；所述控制系统用于根据所述电弧宽度值将电弧分成高、低送丝区域，及生成摆动宽度，以控制所述摆动机构和送丝机构进行摆动送丝。
[0007]优选地，所述图像采集系统为高动态工业相机。
[0008]优选地，所述送丝机构包括送丝机，所述送丝机通过导丝杆与导丝嘴相连接。
[0009]优选地，所述摆动机构包括摆动器、摆动中心传感器和导丝杆夹持机构；所述摆动器用于通过伺服驱动系统控制滚珠丝杠将旋转运动转变成直线运动，对所述导丝嘴的摆动频率、摆动宽度、摆动停留时间进行数控调节。
[0010]本专利技术还公开了一种基于所述的K
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TIG焊接系统的焊接方法，包括下述步骤：S1、在控制系统中预先设置摆动频率、摆动停留时间及高、低送丝速度；采用焊接机构起弧稳定后，图像采集系统采集电弧图像，所述图像处理系统处理所述电弧图像，检测该焊接电流下的电弧宽度值，并将所述电弧宽度值传送至控制系统；S2、所述控制系统根据所述电弧宽度值将电弧距离其底部1.5mm处以焊缝中心为
中心均分为四个区域，两端为高速送丝区域，中间为低速送丝区域，同时生成摆动宽度；S3、所述控制系统根据生成的摆动宽度，预先设置的摆动频率和摆动停留时间控制所述摆动机构，根据生成的高、低送丝区域，预先设置的高、低送丝速度控制所述送丝机构，进行摆动送丝，直至焊接完成。
[0011]优选地，S1中，所述图像处理系统处理所述电弧图像的具体方法为：对所述电弧图像进行图像滤波算法处理，采用邻域平均法对某个窗口的各点灰度值进行平均计算，用所得的平均值代替中心点的灰度值。
[0012]优选地，S1中，检测该焊接电流下，距离电弧底部1.5mm处的电弧宽度值。
[0013]相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术基于目前K
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TIG焊接中厚板难以一次性成形的缺陷，通过高动态工业相机，采集K
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TIG焊接电弧宽度范围值，控制系统自动根据电弧宽度检测值调整摆动送丝宽度，根据K
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TIG焊缝形貌设置高、低送丝速度区域，从而达到K
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TIG焊缝一次性焊缝成形的目的，解决了K
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TIG焊后咬边缺陷问题，从而代替盖面焊工艺，节约生产时间。根据不同焊接电流的大小得到不同的摆动送丝宽度，具有智能化高、自适应能力强、焊道完美等优点。
[0014]2、本专利技术节约时间、设备成本，目前K
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TIG焊接中厚板还需要进行一段盖面焊，盖面焊的工艺一般是MIG或者TIG，需要进行多一台焊接电源设备的使用，本专利技术节省了盖面焊所使用的时间，尤其在焊接不锈钢等对层间温度有要求，需冷却再盖面时效果更为明显。
[0015]3、本专利技术焊接过程中电弧燃烧稳定，无飞溅，焊后无需清渣，节约能源。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例中焊接系统的结构示意图。
[0018]图2为本专利技术实施例中焊接方法的流程示意图。
[0019]图3为本专利技术实施例中电弧图像处理示意图。
[0020]图4为本专利技术实施例中高、低速送丝区域分区示意图。
[0021]图中，1、焊接电源，2、氩气瓶，3、中厚板，4、K
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TIG焊接熔池，5、K
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TIG焊接电弧，6、钨极，7、导丝嘴，8、高速摄影相机，9、水冷机，10、送丝摆动器，11、伺服电机，12、送丝机，13、控制系统，14、图像处理器，15、固定梁，16、导丝杆。
具体实施方式
[0022]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0023]实施例1参照图1，一种K
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TIG焊接系统，包括高速摄影相机8、图像处理器14、控制系统13、
送丝摆动器10、送丝机构和K
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TIG焊接设备。
[0024]所述送丝机构包括送丝机12，送丝机12通过导丝杆16与导丝嘴7相连接。
[0025]送丝摆动器10构包括摆动器、摆动中心传感器和导丝杆夹持机构；所述摆动器用于通过伺服电机11控制滚珠丝杠将旋转运动转变成直线运动，对导丝嘴7的摆动频率、摆动宽度、摆动停留时间进行数控调节。焊接过程中，摆动宽度数值信号由电弧宽度值决定；摆动中心传感器始终保证摆动宽度以焊缝中心为中点；导丝杆夹持机构将焊丝通过一定的送丝角度填入焊缝中。
[0026]所述K
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种K
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TIG焊接系统，其特征在于，包括图像采集系统、图像处理系统、控制系统、摆动机构、送丝机构和焊接机构；所述图像处理系统用于根据所述图像采集系统采集的电弧图像，检测在该焊接电流下的电弧宽度值，并将所述电弧宽度值传送至所述控制系统；所述控制系统用于根据所述电弧宽度值将电弧分成高、低送丝区域，及生成摆动宽度，以控制所述摆动机构和送丝机构进行摆动送丝。2.如权利要求1所述的K
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TIG焊接系统，其特征在于，所述图像采集系统为高动态工业相机。3.如权利要求1所述的K
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TIG焊接系统，其特征在于，所述送丝机构包括送丝机，所述送丝机通过导丝杆与导丝嘴相连接。4.如权利要求3所述的K
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TIG焊接系统，其特征在于，所述摆动机构包括摆动器、摆动中心传感器和导丝杆夹持机构；所述摆动器用于通过伺服驱动系统控制滚珠丝杠将旋转运动转变成直线运动，对所述导丝嘴的摆动频率、摆动宽度、摆动停留时间进行数控调节。5.一种基于权利要求1
‑
4任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳凯，张新明，樊云博，鲍亮亮，刘文明，
申请(专利权)人：中建安装集团有限公司，
类型：发明
国别省市：