本发明专利技术涉及Invar合金TIG摆动焊接的钨针精准调控装置，包括分别与PLC控制柜连接的TIG焊接单元和监测单元；监测单元位于TIG焊接单元旁侧，对钨针位置、干伸长，以及焊接电弧长度信息进行实时监测，并将监测的信息反馈给PLC控制柜；PLC控制柜根据监测单元反馈的信息通过控制TIG焊接单元实现对钨针的位姿精准调控，以及控制焊丝对准钨针；TIG焊接单元包括焊枪、第一液压装置、第二液压装置；第一液压装置内设有钨针；在焊枪中段套设有夹持头、滑轨、丝杆、特型电机，在特型电机上夹持有送丝头。通过液压装置、特型电机及监测单元在TIG摆动焊接过程中精准控制钨针位姿，以达到控制焊接质量的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于invar合金焊接，尤其涉及一种invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置及方法。
技术介绍
1、invar合金自19世纪被国外科学家发现以来，以其极低的热膨胀系数一直备受重视。由于其具有与复合材料极为相近的热膨胀系数，因此被广泛用作航空航天领域大型复材模具结构的重要材料。然而，由于材料的特殊性，其生产技术壁垒高，特别是应用在高端领域的产品生产难度大，而其生产技术一直被国外垄断，因此，invar合金的国产化成为我国关键材料研制生产的重要方向之一。
2、目前，国内少量企业实现了小批量invar合金的国产化生产，但相比国外的invar合金，国产invar合金在焊接过程中存在焊接变形大、焊接熔敷效果差等问题。tig焊接过程是一个物理机制十分复杂的过程，国内外对于大厚度invar合金的tig焊接进行了大量研究，对于焊接变形大和焊接质量差等问题，仅可采用机械约束tig摆动焊接的方式解决，但上述方式会导致应力变大，且无法解决焊丝熔敷效果差的问题。
3、针对上述问题，中国专利cn113787280b公开了一种提高表面清洁度的tig焊丝制造方法，通过改善焊丝表面清洁问题，提高了tig焊接质量；中国专利cn112388111a公开了一种tig焊丝控制方法、tig焊丝控制系统、设备和介质，通过复进给方式输送焊丝，实现tig焊接过程中的熔滴过渡。但上述专利并未针对invar合金tig摆动焊接中的问题进行解决。
4、因此，亟需一种针对invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置及方法。
r/>技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置，通过液压装置、特型电机及监测单元在tig摆动焊接过程中精准控制钨针位姿，以达到控制焊接质量的目的。
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是：
3、一种invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置，包括分别与plc控制柜连接的tig焊接单元和监测单元；所述监测单元位于tig焊接单元旁侧，用于对钨针位置、干伸长，以及焊接电弧长度信息进行实时监测，并将监测的信息反馈给plc控制柜；所述plc控制柜根据监测单元反馈的信息通过控制tig焊接单元实现对钨针的位姿精准调控，以及控制焊丝对准钨针；
4、所述tig焊接单元包括焊枪，所述焊枪的顶部中心设有一端伸入焊枪内的第一液压装置，以及相对设置在第一液压装置两侧且可推动其左右摆动的第二液压装置；所述第一液压装置内穿设有一端延伸出焊枪底部的钨针；
5、在焊枪中段套设有夹持头，所述夹持头的一侧设有滑轨，所述滑轨的顶部设有向下延伸的丝杆，所述丝杆上套设有特型电机，当特型电机工作时，其可沿丝杆上下滑动；所述特型电机上夹持有一端延伸至钨针旁侧的送丝头。
6、上述的invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置，所述监测单元包括视觉装置，以及与其连接的图像处理系统；所述视觉装置位于焊枪旁侧，且正对外露于焊枪底部的钨针，对钨针的干伸长，以及钨针与待焊工件之间的距离和电弧大小进行实时监测；所述图像处理系统用于接收视觉装置反馈的信息，对信息进行数字化处理，并将提取的数字化信息传输给plc控制柜。
7、上述的invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置，所述焊枪为空心结构，其顶部和底部均开设有方形摆动槽，所述第一液压装置和钨针可在方形摆动槽内作左右运动。
8、上述的invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置，所述特型电机沿丝杆上下滑动，控制送丝头的下端与钨针下端处于同一高度。
9、上述的invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置，其特征在于：所述滑轨的顶部设有向一侧伸出的凸块，所述丝杆固定连接在凸块底部；在滑轨两侧还设有与凸块连接的电机滑动定位块，所述电机滑动定位块均开设有滑动槽。
10、上述的invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置，所述特型电机的两侧均设有导向轴，所述导向轴分别卡装入与其对应侧的滑动槽内。
11、invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置的调控方法，包括以下步骤：
12、1)在焊接前，打开视觉装置，对待焊工件上方的钨针干伸长进行测量观察，将信息传输至图像处理系统，并对图像进行数字化处理，进一步将信息传输至plc控制柜；
13、2)plc控制柜根据信息进行逻辑判断，传输不同的电信号给第一液压装置、第二液压装置和特型电机，确保钨针在工件待焊区正上方，焊丝正对钨针，且干伸长、距工件距离合理；
14、3)在焊接过程中，视觉装置对tig电弧进行观察，传输信息给图像处理系统，提取电弧的大小、形状信息，并将信息发送至plc控制柜；
15、4)plc控制柜根据电弧形状、大小情况进行判断，并传输电信号给第一液压装置，通过调整钨针的干伸长，控制tig焊接电弧形貌，以提高焊接质量。
16、上述的invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置的调控方法，步骤3中，进行tig摆动焊接过程中，plc控制柜输送不同控制信号给第一液压装置和特型电机，控制钨针和送丝头有相同的上下摆动幅度。
17、本专利技术的技术效果和优点：
18、本专利技术提供的一种invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置，通过采用监测单元和plc控制柜与tig焊接单元的联合作用，实现了大厚度invar合金tig摆动焊接过程中对钨针位姿的精准控制和摆动；通过监测单元的视觉装置对钨针干伸长、距工件距离以及电弧形状、大小等信息进行实时监测，将采集的信息反馈给图像处理系统进行数字化处理，并传送给plc控制柜，plc控制柜接收钨针干伸长、距工件距离以及电弧形状、大小等信息，并进行逻辑判断，通过控制液压装置和特型电机对钨针的干伸长、摆动及焊丝的摆动进行实时调控，实现对焊接质量的控制，使大厚度invar合金焊接结构可以满足使用环境的性能需求。
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【技术保护点】
1.一种Invar合金TIG摆动焊接的钨针精准调控装置，其特征在于：包括分别与PLC控制柜(2)连接的TIG焊接单元和监测单元；所述监测单元位于TIG焊接单元旁侧，用于对钨针(31)位置、干伸长，以及焊接电弧长度信息进行实时监测，并将监测的信息反馈给PLC控制柜(2)；所述PLC控制柜(2)根据监测单元反馈的信息通过控制TIG焊接单元实现对钨针(31)的位姿精准调控，以及控制焊丝对准钨针(31)；
2.根据权利要求1所述的Invar合金TIG摆动焊接的钨针精准调控装置，其特征在于：所述监测单元包括视觉装置(11)，以及与其连接的图像处理系统(1)；所述视觉装置(11)位于焊枪(3)旁侧，且正对外露于焊枪(3)底部的钨针(31)，对钨针(31)的干伸长，以及钨针(31)与待焊工件(100)之间的距离和电弧大小进行实时监测；所述图像处理系统(1)用于接收视觉装置(11)反馈的信息，对信息进行数字化处理，并将提取的数字化信息传输给PLC控制柜(2)。
3.根据权利要求1所述的Invar合金TIG摆动焊接的钨针精准调控装置，其特征在于：所述焊枪(3)为空心结构，其顶部和底部均开设有方形摆动槽，所述第一液压装置(35)和钨针(31)可在方形摆动槽内作左右运动。
4.根据权利要求1所述的Invar合金TIG摆动焊接的钨针精准调控装置，其特征在于：所述特型电机(37)沿丝杆(38)上下滑动，控制送丝头(32)的下端与钨针(31)下端处于同一高度。
5.根据权利要求1所述的Invar合金TIG摆动焊接的钨针精准调控装置，其特征在于：所述滑轨(33)的顶部设有向一侧伸出的凸块，所述丝杆(38)固定连接在凸块底部；在滑轨(33)两侧还设有与凸块连接的电机滑动定位块，所述电机滑动定位块均开设有滑动槽。
6.根据权利要求5所述的Invar合金TIG摆动焊接的钨针精准调控装置，其特征在于：所述特型电机(37)的两侧均设有导向轴，所述导向轴分别卡装入与其对应侧的滑动槽内。
7.如权利要求1-6任一项所述的Invar合金TIG摆动焊接的钨针精准调控装置的调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的Invar合金TIG摆动焊接的钨针精准调控装置的调控方法，其特征在于：步骤3)中，进行TIG摆动焊接过程中，PLC控制柜(2)输送不同控制信号给第一液压装置(35)和特型电机(37)，控制钨针(31)和送丝头(32)有相同的上下摆动幅度。
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【技术特征摘要】
1.一种invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置，其特征在于：包括分别与plc控制柜(2)连接的tig焊接单元和监测单元；所述监测单元位于tig焊接单元旁侧，用于对钨针(31)位置、干伸长，以及焊接电弧长度信息进行实时监测，并将监测的信息反馈给plc控制柜(2)；所述plc控制柜(2)根据监测单元反馈的信息通过控制tig焊接单元实现对钨针(31)的位姿精准调控，以及控制焊丝对准钨针(31)；
2.根据权利要求1所述的invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置，其特征在于：所述监测单元包括视觉装置(11)，以及与其连接的图像处理系统(1)；所述视觉装置(11)位于焊枪(3)旁侧，且正对外露于焊枪(3)底部的钨针(31)，对钨针(31)的干伸长，以及钨针(31)与待焊工件(100)之间的距离和电弧大小进行实时监测；所述图像处理系统(1)用于接收视觉装置(11)反馈的信息，对信息进行数字化处理，并将提取的数字化信息传输给plc控制柜(2)。
3.根据权利要求1所述的invar合金tig摆动焊接的钨针精准调控装置，其特征在于：所述焊枪(3)为空心结构，其顶部和底部均开设有方形摆动槽，所述第一液压装置(35)和钨针(31)可在方形...
【专利技术属性】
技术研发人员：马静，李柱，穆战，罗文鹏，占小红，刘源，王建峰，程立宏，
申请(专利权)人：西安钢研功能材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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