一种改进的对头焊接方法技术

本发明专利技术涉及对塑料材料制成的工件进行对头焊接的方法，为达到本发明专利技术的目的，本发明专利技术提出根据在焊接时工件（７、９）所处环境测量（通过探测头４５）的环境温度，对下面参数的至少一个进行修正：工件接触和／或焊接时的压力，加在为移动所述工件的装置（１３、１７）上的电能，工件相对移动的行程、在加热阶段中在工件端部获得焊道的时间。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种自动焊接的方法和装置，该方法和装置用于对由塑料制成的工件例如管材进行对头焊接。为了使例如由聚乙烯等热塑性材料制成的管材工件基本同轴地连接在一起，已经提出根据预定的程序，通过把管材对头进行焊接的方法。大家会记得工件对头焊接不需要任何的中间连接套(通常称为“接头”)，不需要热阻布置在被焊接工件的里面或外面，而在利用“接头”的技术中，绕成螺旋的电线习惯上布置在连接件上(关于这方面见US-A-5 130 518)。在对头焊接的专门规则内，特别在专利EP-A-0 643 642或US-A-5 620625中，特别公开了如下内容——把要焊接件的端部面对面地布置；——通过加热元件把焊接件的端部加热，然后持续整个的加热时间t1使产生的热量散发到工件的内部，在压力P1、P’1下持续加热时间t1，之后加压P2、P’2持续内部加热时间t2，从而获得材料B1的焊道，接下来通过移动装置使工件基本同轴地相对移动产生行程(C)。——接着在传递时间间隔t3期满后，为所述的焊接工件的端部提供焊道材料，接下来通过所述的移动装置产生另一个相对行程(C’)，在施加焊接压力P5、P’5下持续时间t4，维持所述的焊接压力P5、P’5大致t5的时间(所述焊道正常变形后为B2)。——之后，完成焊接后在没有操作时维持冷却时间间隔t6。在上述的两个文件中，根据测量到的焊接工件周围环境的温度，在焊接的过程中还要采取措施通过延长和缩短时间来改变时间间隔。而且，还要如下采取措施——通过通常称为“镜子”的加热元件对工件要焊接的端部进行加热；——为加热元件提供电能，以满足加热工件的所述端部的标准；——另外提供在焊接开始时测量所述工件温度(环境温度)的装置，然后测量的温度传送到执行焊接程序的装置中，以根据测量到的环境温度，来调整加在加热元件上电流的持续期。把环境温度考虑在内可有效地作为对头焊接塑料部件的重要特性。根据第一特性，本专利技术的目的是使该环境温度数据的利用达到最佳，而且通常地改善焊接的操作条件，通过这种办法使后者更可靠并根据焊接的质量来提高工作性能，同时提供尽可能地简单、具有低成本及容易制造和使用的机械设计。在上述的焊接工艺的规则范围内，在这些条件下，本专利技术的第一特性根据所述的焊接时测量的环境温度，对至少下面参数之一进行适应和修正——压力P1、P’1和/或P2、P’2和/或P5、P’5；——为使工件移动而加在所述装置上的电能(电压、电流强度……)；——工件相对移动的行程C和/或C’；——在加热工件与加热元件接触的阶段采取的得到焊道(B1)的时间(t1、t2)和/或t3(传递时间)和/或t4(需要达到焊接压力的时间)和/或t5(焊接压力维持的时间)。在不降低该方法可靠性的情况下，为了使控制环境温度影响及从其中产生条件的有效性的电子装置简单，提供了更具体地说只有加热时间t1和/或内部加热时间t2的“时间”参数可利用的补充特性。将要说明的是，本专利技术的另外考虑涉及根据环境温度来确定对时间、压力和行程进行适配的方式。为了这个目的，可采用两种可行的方法。第一种方法——通过温度探测头来测量环境温度；——相应的温度读数被送到控制箱的处理单元，该处理单元根据预先输入到该控制箱的内部存储器的修正算法和修正系数，并根据标称基准的或需要的时间、压力、电能和/或行程来确定所述的时间、电能、压力和/或行程的适配值。第二种方法——还是通过温度探测头或等同物来测量环境温度；——(每个)待焊接工件配有存储与所述工件的焊接有关并能通过读取装置读取的数据的外部载体，该读取装置适用于把这些数据传送到控制箱的处理单元中；——探测头的环境温度读数和在(每个)载体上读取的所述数据读数提供给所述处理单元，该处理单元根据修正算法和修正系数，并根据标称基准的或需要的时间、压力、电能和/或行程来确定所述的时间、电能(U、I……)、压力和/或行程的适配值。根据另一个特征，压力、行程、电能和/或基准的时间的标称数据特别地要完全根据要遵守的焊接规则(“标准”)，在所述的塑料材料和面对面放置部件的正面尺寸方面，该尺寸能由直径(假定工件是圆的)和/或厚度的数据来确定，并最好输入到与部件连接的外部载体上(例如条型码)，象材料数据一样；另一方面，与焊接规则有关的数据最好输入到控制箱的内部存储器中。本专利技术的另一个考虑是针对按照采用如标准的焊接规则满足的需要进行优化监控。因此，本专利技术的特征是通过对所述工件的相对移动行程实行监控，通过对在预先设置的基准行程和在焊接操作中测量的实际行程进行比较，而提供合适的数值特别是在工件焊接区的压力值和/或在该区域焊道值和/或时间值，这些都是所述要遵守的焊接规则所要求的。根据本专利技术其余的特征，为了在存储器支撑件中预先设置可能用于记录的基准行程，还采取了措施，该记录的数据为根据要遵循的所述焊接规则而根据随着在工件焊接区的参数“压力”随时间而变化的数据、在焊接过程的至少一部分中随着所述工件的行程时间而变化的数据。在本实施例中，“压力”参数的时间变化于是可相应于参数“工件的相对位移”的变化转换成图表或等同物，同时，该“转换图表”最好输入到控制箱的内部存储器中。为了在“压力”参数和“部件的相对位移(行程)”参数之间有关的观察中得到最大受益，如果需要的话，可能或者不监控压力而监控工件的相对位移，或者同时监控两者压力和行程。如果需要进一步改进对行程的监控，本专利技术提出根据测量到的环境温度修正监控到的所述工件随时间变化的相对移动，于是可能进一步提高可靠性和获得高质量焊接的可能性。除了上面已经描述的方法外，本专利技术还涉及焊接装置，该装置的特征可实现上述方法，该装置将在下面参照附图的描述中详细地披露。在附图中附图说明图1为组成焊接装置的主要部分大致的透视图；图2为示出了设在管材上的识别载体(在本实施例中为条型码)图3、4、5、6和7为大致地示出了对头焊接过程的五个连续阶段图；图8为该装置的控制箱电路图；图9为在对头焊接中在焊接区域(P)的参数“压力”随着时间(t)的变化图。下面参照附图，通过组成与待焊接工件有关的信息载体上的“数字”之一的修正系数，来处理当测量的环境温度特别地影响产生材料焊道的时间时的情况。在图1中可以看到示出的焊接装置1包括与装置5连接的自动控制箱3，该装置5在加热待对接的两个可熔塑料管材的部端7、9之前可进行校正；控制箱3与加热这些端部的装置11和如液压缸的的移动装置13连接，该移动装置可使两工件7、9沿它们的共用轴15彼此相对轴向移动。为了把部件7、9夹持到位，工件7、9安装在框架上，该框架包括两组夹持圈19、21。该夹持圈与液压缸13连接，于是可使管材7相对管材9沿轴15平移。也可使用电气或机械移动系统而不采用液压缸13，以实现更精确的移动及其监控。现在讨论修整装置5，该装置包括联接在支架25的支臂27末端的刮削板头23，该支臂可在液压缸28(或其等同物)的作用下移动，于是在对工件面对面的接头端部7a、9a加热之前(见图3和4)，可对它们进行调整。关于加热装置11，该装置由导热和导电的加热镜29组成，该加热镜加有电能，于是在把它放置在工件的端部7a、9a中间并与它们接触时，可达到使端部7a、9a软化(熔化)的温度。镜子29装在由支架33支撑的支臂31上并能在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对塑料制成的工件自动对头焊接的工艺，其中： －－工件（７、９）的待焊接的端部相对布置； －－工件的端部（７ａ、９ａ）通过加热元件加热，然后在整个加热时间（ｔ１）和接着在内部加热时间（ｔ２）使产生的热量散发到内部，在整个加热期间的压力为（Ｐ１、Ｐ’１），在内部加热时间压力为（Ｐ２、Ｐ’２），以获得材料的焊道（Ｂ１），接着通过移动装置（１３、１７）获得工件相对移动的基本同轴的行程（Ｃ）； －－接着，在移动时间间隔（ｔ３）期满后，工件的所述端部通过其焊道材料（Ｂ１）彼此施加在一起，接着通过所述移动装置（１３、１７）在持续时间（ｔ４）产生另一个相对行程（Ｃ’），持续时间ｔ４用于建立焊接压力（Ｐ５、Ｐ’５），接着在持续时间（ｔ５）基本维持所述焊接压力， －－之后，得到的焊接在没有操作时基本维持一个冷却时间间隔（ｔ６），其特征在于：根据在焊接时在工件（７、９）所处的环境中测量的环境温度（σ↓［Ａ］），至少对下面的参数之一进行修正： －－压力（Ｐ１、Ｐ’１），和／或（Ｐ２、Ｐ’２）和／或（Ｐ５、Ｐ’５）； －－为使元件移动而加在所述装置（１３、１７）上的电能（电压、电流强度……）； －－工件相对移动的行程（Ｃ）和／或（Ｃ’）； －－在加热工件与加热元件接触的阶段采取的获得焊道（Ｂ１）的时间（ｔ１、ｔ２）和／或时间ｔ３（传递时间）和／或ｔ４（需要达到焊接压力Ｐ５的时间）和／或ｔ５（焊接压力维持的时间）。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JC胡古伊奈，J肖容，G高特，
申请(专利权)人：法国气体公司，约瑟夫索隆材料工业公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]