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1、一种窄间隙GMA焊缝深度的自动跟踪与控制方法一种窄间隙GMA焊缝深度的自动跟踪与控制方法方迪生,闵庆凯(沈阳大学机械工程学院,辽宁沈阳11O044)摘要:在窄间隙GMA中,采用协调控制的方式,在形成背面焊缝的同时,得到稳定的第一层焊缝深度.焊缝自动跟踪系统由DSP芯片完成,并由个人电脑控制.焊枪不仅要横向摆动,而且还要沿焊缝方向前后移动.焊枪首先向前移动形成背面焊缝,然后重叠向后移动形成第一层焊缝,因此,可获得单面焊双面成型.关键词:智能控制;焊枪摆动;焊缝自动跟踪中图分类号:TG445文献标志码:AAMethodofTra
2、ckingandControllingtheHeightofWeldingBeadinNarrowGapGMAFANGDisheng,MINQingkai(CollegeofMachineryEngineering,ShenyangUniversity,Shenyang110044,China)Abstract:InordertogetastableheightofweldingbeadandawidebackbeadatthesametimeduringnarrowgapGMA,weadoptthemethodofcoop
3、erativecontrolsystem.TheautomaticweldingbeadtrackingsystemconsistsofDSPmi—crochipsandthesystemiscontrolledbythepersonalcomputer.Notonlytheweldingtorchweaves,butalsomovesbackandforthalongthedirectionofwelding.Firstly,thetorchmovedforwardquicklytoproducethebackbead,t
4、henthetorchsloweddownandmovedbacktoproducethefirstlayerofweldingbead.Soweachievetheaimofsinglesideweldingbutshapingtwosides.Keywords:Intellectualcontrol,Weldingtorchmoves,Automatictrackingsystemofweldingbead在窄间隙厚板焊接中,一般采用多层焊的焊接工艺,而多层焊的焊接质量主要取决于第一层焊缝形成质量,因此得到稳定的第一层焊
5、缝深度至关重要.但是传统的焊接方法很难保证在得到较宽的背面焊缝的同时得到稳定的焊缝深度.本文以焊接12mm厚的钢材为例,介绍一种包括焊接电源,送丝机构,焊接机器人,焊缝跟踪系统在内的协调控制系统和一种焊枪摆动方式.利用这种控制系统和枪头摆动方式焊接来保证同时得到背面焊缝和稳定的第一层焊缝.其中的焊枪摆动方式要求焊枪不仅要横向摆动,而且还要沿焊缝方向前后移动.焊接过程由CCD摄像头监视,以确保焊接过程中电弧处于正确的位置上,这个功能集成在焊缝自动跟踪系统中.1协调控制系统整个焊接系统由个人电脑发送同步信号控制,如图1所示.通过
6、个人电脑发送电源特性来产生脉冲电流,个人电脑与焊接机器人控制器相连接.在送丝机构中有1个调速器,通过它调节送丝速度,而送丝速度和焊接速度则由前馈控制系统获取.横向摆动中心相对于坡口中心的偏离通过焊缝自动跟踪系统监测.而且焊缝自动跟踪系统可以随时调整其偏离度,使横向摆动中心始终位于坡口中心上.图1协调控制系统原理图2焊枪的摆动方式焊接母材为12ITlln厚的钢材,开U型坡口,根部厚为2mm,焊接间隙为6mm,根部间隙为2ITlm,因此横向摆动宽度为2mIi1,摆动频率为1oHz.所用焊丝直径为1.4mlTl.焊枪不仅要横向摆动
7、,而且还要前后移动.焊枪的摆动方式如图2所示.首先,焊枪以690mm的速度向前快速移动8mm,然后速度降低到345mm,向后重叠移动4mm.在快速向前的移动过程中,电弧作用在根部并熔化根部,产生焊接熔池并形成背面焊缝.向后移动过程中,电弧作用在熔池上,使焊丝熔化产生的熔滴良好地过渡到熔池中,从而得到稳定的焊缝.为了保证短弧焊接,焊枪的高度随位置的变化而变化.在向前移动过程中,焊枪高度低于4mm,而向后移《新技术新工艺》?热加工工艺技术与材料研究2011年第8期?109?动过程中,焊枪高度高于4mm.脉冲电流为100Hz.焊枪
8、横向摆动与电流波形关系如图3所示.焊接电流在横向摆动中心降低是为了降低电弧亮度对CCD摄像头拍摄效果的影响.a)焊接件的焊缝咆塑丑b)横向摆动焊接方向c)沿焊缝方向移动图2焊接枪头的摆动方式●重I:llIl:+./;]1芒三l二.l芒一一三II......................
