本发明专利技术公开了熔化极气体保护焊送丝机构性能的测试装置和测试方法，装置包括机械部分和信号采集处理部分，机械部分包括加力测速装置和测试平台；信号采集处理部分包括信号采集卡、信号传输线、计算机等。与现有技术相比，本发明专利技术的装置可实时检测压力和速度的变化，并可通过采集的信号分别考察无外部干预情况下和施加外部干预下的送丝稳定性，在保证对送丝机构静态性能进行测试的情况下，对动态性能做出适当、准确的评价，完善送丝机构性能测试标准，综合评价送丝机构对焊接过程(焊接电流和电压)的影响，保证焊缝性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料加工技术，更加具体地说，涉及熔化极气体保护焊送丝机构性能的测试装置和测试方法。
技术介绍
随着焊接技术的不断发展，手工焊的比重逐渐下降，半自动化、自动化焊接方法的比重逐渐增大，尤其是CO2气体保护焊、MIG焊、MAG焊等高效的熔化极气体保护焊(GMAW)正越来越得到大面积的推广应用。 半自动化、自动化焊中使用的主要焊接设备是焊接电源和送丝机构，其中送丝机构主要由送丝机、焊枪、送丝软管等部分组成。多年来的焊接生产实践表明，优异的焊接质量要求送丝机构必须具有较强的抗干扰能力，能够在送丝过程中保证焊丝不变形、阻力尽量小；在网压和送丝阻力变化等情况下能够保证送丝速度在允许的范围内变化，且送丝速度在一定范围内能够实现无级调速。对于半自动化、自动化熔化极气体保护焊，多采用平外特性或缓降外特性焊接电源配以等速送丝机构，利用电弧自身调节作用来保持弧长稳定，且焊接电流由送丝速度调节的，送丝速度的变化将影响电弧静特性曲线、电源外特性曲线的位置，进而影响电弧自身调节的灵敏度以及系统误差，因此，送丝的不稳定性不仅会引起焊接参数、电弧状态发生剧烈波动，而且会造成焊丝熔化和熔滴过渡过程的不稳定，使焊缝缺陷出现的频率增大。实际应用中，当焊丝从焊丝盘上抽取的时候会产生阻力，无论是拉丝还是推丝方式，当焊丝经过送丝软管或者绝缘支架时都会产生进给阻力和摩擦力，而且焊丝从焊丝盘到焊点之间的距离越长，送丝阻力越大。这些阻力和摩擦力都呈现出严重的非线性，难以进行测量，加之电网电压波动较大，外界环境干扰因素普遍存在，这些因素都容易造成送丝速度不稳定。
技术实现思路
本专利技术针对常规的GMAW送丝机构，提出了熔化极气体保护焊等速送丝机构的性能测试装置和测试方法，尤其对送丝机构的动态性能测试设计了较完善的测试装置与测试方法，在保证对送丝机构静态性能进行测试的情况下，对动态性能做出适当、准确的评价，完善送丝机构性能测试标准，综合评价送丝机构对焊接过程(焊接电流和电压)的影响，保证焊缝性能。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现熔化极气体保护焊送丝机构性能的测试装置由两部分组成机械部分和信号采集处理部分。其中，机械部分包括加力测速装置和测试平台；信号采集处理部分包括信号采集卡、信号传输线、计算机(配有数据处理软件)等。所述机械部分包括加力测速装置和测试平台。所述加力测速装置由加力轮、从动送丝滚轮、测速编码器、衔铁、电磁铁、测力传感器和联轴器组成，其中所述测力传感器固定在外壳的底部，所述电磁铁与测力传感器的顶部相连；在外壳之外，第一联动轴上面设置有联轴器和测速编码器，在外壳之内，第一联动轴上设置有连动臂和从动送丝滚轮，所述连动臂和第一联动轴之间存在装配间隙，以便连动臂能够上下运动；所述从动送丝滚轮和第一联动轴紧固连接，以实现第一联动轴随从动送丝滚轮的同步旋转运动；所述连动臂的下端与衔铁固定连接，上端通过第二联动轴与加力轮紧固连接；所述加力轮与从动送丝滚轮之间无间隙，焊丝从这两轮之间通过。电磁铁、测力传感器与测速编码器都有单独的电源供电。在加力测速装置组装的过程中，要保证入丝口、出丝口与从动送丝滚轮槽对中；电磁铁与衔铁间要留有间隙，以便通过电磁作用将衔铁吸下来，来实现加力轮对送丝的加力，需要注意的是电磁铁与衔铁之间的间隙需要连动臂和第一联动轴之间的间隙配合(选择相同或者相近的距离)，以实现磁力吸附时，连动臂能够带动加力轮对送丝进行力学作用。加力测速装置工作原理为焊丝从加力测速装置的从动送丝滚轮与加力轮之间穿过进入送丝机，且从动送丝滚轮与加力轮表面制作有与普通普通送丝机内的送丝滚轮类似 的凹槽(从动送丝滚轮与加力轮也可直接采用普通送丝机的与焊丝直径合适匹配的送丝滚轮)，保证焊丝运动方向的稳定；在送丝之前调节送丝机速度，并保持恒速，此时从动送丝滚轮与加力轮之间只有加力轮自重产生的压力，此压力很小，对送丝速度基本无影响。在某一时刻给电磁铁通电，电磁铁吸引与加力轮相连的衔铁，使加力轮与从动送丝滚轮间的焊丝受到一个正压力，使送丝速度发生变化。测速编码器与从动送丝滚轮联动，编码器输出信号通过采集电路传输至计算机，用于实测送丝速度。所述测试平台设置有用于固定被测送丝机的承重板和定位板，以使送丝机与加力测速装置处于同一平面，使得测量方便稳定。所述信号采集处理部分包括信号采集卡、信号传输线、计算机(配有数据处理软件)等，其中所需处理的信号主要是测速编码器的输出信号。所述信号采集卡的采集频率要大于150KHZ，以保证能够采集足够多的信号点，使所测数据能够精确的反应送丝速度变化。所述测力传感器输出的电压信号值与所测力值成正相关，用合适的电压表来测量此测力传感器的输出电压信号，确定电磁铁的吸力大小。所述测速编码器通过联轴器与从动送丝滚轮轮轴相连，实现与从动送丝滚轮的同轴同步旋转，以实现实时测试送丝速度的目的；其输出信号通过信号采集卡传输到计算机，通过软件Labview、origin对输入信号进行处理,便可获得送丝速度一时间曲线。对传感器及电器件的要求测速编码器分辨率要求不小于1024脉冲/转，以保证测速编码器的输出信号足够密集，能更精确的反映送丝速度随时间的变化；测力传感器精度等级要求不小于O. 03,灵敏度最好大于2mV/V。测速编码器输出为脉冲方波信号，在Labview软件中设定采集频率与阈值。通过将测速编码器的输出信号与设定阈值电压进行比较，找到每个周期上升沿并计算出每个方波周期T，编码器每个脉冲周期都对应一个确定的旋转角度，因而也就对应一个确定的焊丝行进距离S，该行进距离除以脉冲周期即为该脉冲周期的焊丝速度V，即V= (S/T) X60m/min0 S为编码器两脉冲间焊丝行进的距离，只与加力测速装置机械结构和编码器类型有关，在使用过程中保持不变。熔化极气体保护焊送丝机构性能的测试方法，分为两种情况下进行测试和分析(I)无外部干预情况下，在对熔化极气体保护焊送丝机构等速送丝的稳定性进行测试时，将加力测速装置分别放置于焊枪出口处和送丝机入口处(此时电磁铁不通电)，分别检测焊枪出口处和送丝机入口处送丝速度随时间的变化，并与设定的送丝速度进行比较，计算获得焊枪出口处和送丝机入口处送丝速度的方差或标准差，用以评价送丝软管、焊枪及其它送丝机构部件对送丝速度的固有影响。对于不同送丝机构在无外部干预下动态性能的比较，可以分别计算出其焊枪出口处与送丝机入口处送丝速度的方差，若不同送丝机构在送丝机入口处的方差相等，则可通过比较焊枪出口处的方差来比较不同送丝机构的动态性能，且焊枪出口处送丝速度的方差越小，则送丝机构的送丝稳定性越好；若不同送丝机构在送丝机入口处的方差不等，则分别求出不同送丝机构在焊枪出口处与送丝机入口处的方差的差值ΛΕ, ΛΕ越小，则送丝软管、焊枪及其它送丝机构部件对焊丝运动的阻碍越小，送丝机构的送丝稳定性越好。(2)在对熔化极气体保护焊送丝机构抗外界干扰能力测试时，焊丝首先穿过加力测速装置，再经送丝机带动送进；在焊丝稳定送进后的某一时刻，给电磁铁通电，即向运动的焊丝施加一阶跃正压力，形成对焊丝的运动阻力，此阻力来自于电磁铁等产生的正压力导致的送丝滚轮与焊丝之间增加的摩擦力；同时，对这一阻力所引起的送丝速度变化运用测速编码器、信号采集卡进行采集，将所采集的信本文档来自技高网...
【技术保护点】
熔化极气体保护焊送丝机构性能的测试装置，由机械部分和信号采集处理部分组成，其特征在于，所述机械部分包括加力测速装置和测试平台：所述加力测速装置由加力轮、从动送丝滚轮、测速编码器、衔铁、电磁铁、测力传感器和联轴器组成，其中所述测力传感器固定在外壳的底部，所述电磁铁与测力传感器的顶部相连；在外壳之外，第一联动轴上面设置有联轴器和测速编码器，所述测速编码器通过联轴器和第一联动轴与从动送丝滚轮轮轴相连，实现与从动送丝滚轮的同轴同步旋转，以实现实时测试送丝速度的目的；在外壳之内，第一联动轴上设置有连动臂和从动送丝滚轮，所述连动臂和第一联动轴之间存在装配间隙，以便连动臂能够上下运动；所述从动送丝滚轮和第一联动轴紧固连接，以实现第一联动轴随从动送丝滚轮的同步旋转运动；所述连动臂的下端与衔铁固定连接，上端通过第二联动轴与加力轮紧固连接；所述加力轮与从动送丝滚轮之间无间隙，焊丝从这两轮之间通过；所述测试平台设置有用于固定被测送丝机的承重板和定位板，以使送丝机与加力测速装置处于同一平面，使得测量方便稳定；所述信号采集处理部分包括信号采集卡、信号传输线、计算机，其中所述信号采集卡通过信号传输线分别与测力传感器、测速编码器相连，采集压力和速度信号，然后通过信号传输线将信号传输给计算机，以获得送丝速度—时间曲线。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨立军，王小博，毕超，焦娇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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