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一种自动监测的复合焊接装置的制作方法

2022-07-16 23:41:55 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及复合焊接技术领域,尤其涉及一种自动监测的复合焊接装置。


背景技术:

2.复合焊接是指采用复合的热源进行焊接的技术,而在复合焊接技术中多使用激光复合焊接来进行高效精密焊接,激光复合焊接过程属热传导型,即激光辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池,由于其独特的优点,已成功应用于微、小型零件的精密焊接中。
3.中国专利公开号:cn114043105a,公开了一种用于激光焊接装置的激光合束同轴检测及自动调节系统;其是通过在光纤激光束光路使用双电机摆动,在蓝光激光一侧使用激光准直可调节单元,使激光合束同轴,以提高激光焊接的效率,虽然采用同轴的光纤激光和蓝光激光复合光束能够提高激光焊接的效率,但复合激光束作用在被焊接工件上时容易出现被焊熔池热集中,导致焊接区域边缘质量低,极难符合精密工件的焊接要求。


技术实现要素:

4.为此,本发明提供一种自动监测的复合焊接装置,用以克服现有技术中激光复合焊接被焊熔池容易出现热集中,导致焊接区域边缘质量低的问题。
5.为实现上述目的,本发明提供一种自动监测的复合焊接装置,包括,机架单元,其包括作业平台,所述作业平台用以放置被焊接件,作业平台一侧设置有焊接机舱,所述焊接机舱用以对所述复合焊接装置提供能量,焊接机舱上部设置有固定臂,所述固定臂上端设置有焊接机械臂,所述焊接机械臂一端设置有焊接头连接器,焊接机械臂用以带动所述焊接头连接器在所述作业平台上方区域进行三维空间移动;复合焊接单元,其与所述机架单元相连,所述复合焊接单元设置在所述焊接头连接器一端,复合焊接单元包括激光焊接头,所述激光焊接头用以输出复合激光束,并在所述焊接机械臂的带动下对被焊接件进行实时移动焊接,所述复合焊接单元的脉冲宽度与焊接功率可调节;温度图像单元,其设置在所述复合焊接单元一侧,所述温度图像单元用以对被焊接件表面进行温度检测,并生成热传感温度图像;中控单元,其与所述机架单元、所述复合焊接单元和所述温度检测单元分别相连,所述中控单元中设置有标准熔池面积范围,中控单元根据温度图像单元检测的热传感温度图像确定实时熔池面积,并判定实时熔池面积是否在标准熔池面积范围内,当实时熔池面积不在标准范围内时,中控单元将根据实时熔池面积对所述复合焊接单元脉冲宽度进行调整,直至使实时熔池面积达到标准熔池面积范围内时,停止对复合焊接单元脉冲宽度的调整;当实时熔池面积在标准范围内时,中控单元将对熔池区域图像的熔池中心点温度与中控单元内部设置的第一预设中心温度和第二预设中心温度进行对比判定,以确定是否对所
述复合焊接装置的焊接状态进行调整,中控单元根据熔池区域图像的边缘平均温度与熔池中心点温度,计算边缘温度差,并将边缘温度差与中控单元内部设置的熔池标准温度差进行对比,以确定所述复合焊接装置是否在标准焊接状态。
6.进一步地,所述中控单元内设置有标准熔池面积sa与标准熔池面积差δsa,在所述复合焊接单元对被焊接件进行移动焊接时,所述温度图像单元将被焊接件表面的热传感温度图像传递至所述中控单元,中控单元根据热传感温度图像确定实时熔池面积se,中控单元根据实时熔池面积se与标准熔池面积sa计算实时熔池面积差δse,δse=|sa-se|,中控单元将实时熔池面积差δse与标准熔池面积差δsa进行对比,当δse≤δsa时,所述中控单元判定实时熔池面积差未超出标准熔池面积差,中控单元将对被焊接件的熔池温度进行判定,以确定是否对所述复合焊接装置的焊接状态进行调整;当δse>δsa时,所述中控单元判定实时熔池面积差超出标准熔池面积差,中控单元将实时熔池面积与标准熔池面积进行对比,并根据对比结果对所述复合焊接装置的焊接状态进行调整。
7.进一步地,所述中控单元中设置有所述复合焊接单元的初始脉冲宽度rc,当所述中控单元判定实时熔池面积差超出标准熔池面积差时,中控单元将实时熔池面积se与标准熔池面积sa进行对比,当se<sa时,所述中控单元判定被焊接件的实时熔池面积低于标准熔池面积范围,中控单元将所述复合焊接单元的脉冲宽度rc’,rc’=rc rc[(sa-se)/sa],所述温度图像单元将脉冲宽度调整后的被焊接件表面的热传感温度图像传递至中控单元,中控单元确定实时熔池面积se’,并根据实时熔池面积se’与标准熔池面积sa计算实时熔池面积差δse’,中控单元重复上述根据实时熔池面积差与标准熔池面积差的对比判定对复合焊接单元的脉冲宽度进行调整的操作,直至δse’≤δsa时,中控单元停止对所述复合焊接单元的脉冲宽度的调整;当se>sa时,所述中控单元判定被焊接件的实时熔池面积高于标准熔池面积范围,中控单元将所述复合焊接单元的脉冲宽度rc’,rc’=rc-rc[(se-sa)/sa],所述温度图像单元将脉冲宽度调整后的被焊接件表面的热传感温度图像传递至中控单元,中控单元确定实时熔池面积se’,并根据实时熔池面积se’与标准熔池面积sa计算实时熔池面积差δse’,中控单元重复上述根据实时熔池面积差与标准熔池面积差的对比判定对复合焊接单元的脉冲宽度进行调整的操作,直至δse’≤δsa时,中控单元停止对所述复合焊接单元的脉冲宽度的调整。
[0008]
进一步地,所述中控单元中设置有第一预设中心温度t1与第二预设中心温度t2,其中,t1<t2,当所述中控单元判定实时熔池面积差未超出标准熔池面积差时,中控单元将根据热传感温度图像中实时熔池面积对应的熔池区域图像确定熔池中心点,并确定熔池中心点温度ts,中控单元将熔池中心点温度ts与第一预设中心温度t1和第二预设中心温度t2进行对比,当ts<t1时,所述中控单元判定熔池中心点温度低于第一预设中心温度,中控单元将根据熔池中心点温度对所述复合焊接单元的焊接功率进行调节;当t1≤ts≤t2时,所述中控单元判定熔池中心点温度在第一预设中心温度与第二
预设中心温度之间,中控单元将对熔池区域的边缘温度进行判定,以确定是否对所述复合焊接装置的焊接状态进行调整;当ts>t2时,所述中控单元判定熔池中心点温度高于第二预设中心温度,中控单元将对熔池中心点温度进行判定,以确定是否对所述复合焊接装置进行停机操作。
[0009]
进一步地,所述中控单元中设置有所述复合焊接单元的初始焊接功率gc,当中控单元判定熔池中心点温度低于第一预设中心温度时,中控单元将所述复合焊接单元的焊接功率调整为gc’,gc’=gc gc[(t1 t2)/2-ts]/(t1 t2)/2,在所述复合焊接单元的焊接功率调整完成后,所述温度图像单元将调整后的被焊接件表面的热传感温度图像传递至所述中控单元,中控单元确定焊接功率调整后的熔池中心点温度ts’,中控单元重复上述根据熔池中心点温度对复合焊接单元的焊接功率进行调整的操作,直至ts’≥t1时,中控单元停止对所述复合焊接单元的焊接功率的调节。
[0010]
进一步地,所述中控单元中设置有熔池标准温度差tn,中控单元中还设置有所述复合焊接单元的初始脉冲宽度rc,当所述中控单元判定熔池中心点温度在第一预设中心温度与第二预设中心温度之间时,中控单元获取熔池区域图像的边缘上各位置的实时温度,并计算边缘平均温度tj,中控单元根据边缘平均温度tj与熔池中心点温度ts计算边缘温度差tm,tm=|ts-tj|,中控单元将边缘温度差tm与熔池标准温度差tn进行对比,当tm≤tn时,所述中控单元判定边缘温度差未超出熔池标准温度差,中控单元将对熔池区域图像的边缘上各位置的实时温度进行判断,以确定所述复合焊接装置是否在正常焊接状态;当tm>tn时,所述中控单元判定边缘温度差超出熔池标准温度差,中控单元将所述复合焊接单元的脉冲宽度调整为rc”,rc”=rc
×
(tm/tn),当复合焊接单元的脉冲宽度调整为rc”时,中控单元将标准熔池面积调整为sa’,sa’=sa sa[(rc
”‑
rc)/rc”]。
[0011]
进一步地,所述中控单元中设置有边缘标准温度差tf,当所述中控单元判定边缘温度差未超出熔池标准温度差时,中控单元获取熔池区域图像的边缘上各位置的实时温度,并计算任意两实时温度之间的实时温度差ty,中控单元将实时温度差ty与边缘标准温度差tf进行对比,当ty≤tf时,所述中控单元判定实时温度差未超过边缘标准温度差,中控单元判定所述复合焊接装置处于正常焊接状态,不对复合焊接装置进行调整;当ty>tf时,所述中控单元判定实时温度差超过边缘标准温度差,中控单元判定被焊接件实时熔池的边缘区域温度差不在标准范围内,中控单元将控制所述复合焊接装置进行停机检查。
[0012]
进一步地,所述中控单元中设置有所述复合焊接单元的初始焊接功率gc,中控单元中还设置有被焊接件的最大熔池温度tz,当所述中控单元判定熔池中心点温度高于第二预设中心温度时,中控单元将熔池中心点温度ts与最大熔池温度tz进行对比,当ts≤tz时,所述中控单元判定熔池中心点温度小于等于最大熔池温度,中控单元将所述复合焊接单元的焊接功率调整为gc’,gc’=gc-gc[(ts-t2)/t2]。
[0013]
当ts>tz时,所述中控单元判定熔池中心点温度高于最大熔池温度,中控单元将控制所述复合焊接装置进行停机,对被焊接件进行检查。
[0014]
进一步地,所述中控单元中设置有被焊接件的熔池确定温度,所述温度图像单元
将被焊接件表面的热传感温度图像传递至所述中控单元,中控单元将热传感温度图像中各位置的温度与熔池确定温度进行对比,并在热传感温度图像选择高于熔池确定温度的区域作为熔池区域图像。
[0015]
进一步地,所述熔池中心点为熔池区域图像中熔池区域任意两面积平分线的交点。
[0016]
与现有技术相比,本发明的有益效果在于,通过在复合焊接单元一侧设置温度图像单元,对复合焊接单元焊接位置的被焊接件儿的表面进行实时的温度检测,并生成热传感温度图像,通过中控单元对热传感温度图像进行数据转换,能够使中控单元准确的监测到被焊接件各位置的实时温度值,提高了中控单元调节的准确性,同时,在中控单元内设置标准熔池面积范围能够精准的控制复合焊接装置的焊接范围,中控单元根据熔池中心点温度、中心位置与边缘平均温度的差值温度以及边缘各位置之间的差值温度,对复合焊接单元的脉冲宽度与焊接功率进行实时调整,保障了被焊接件熔池区域的温度分布稳定,减小了熔池冷却带来的质量影响,提高了焊接区域的边缘质量。
[0017]
尤其,通过在中控单元中设置标准熔池面积与标准熔池面积差,并在热传感温度图像中获取实时熔池面积,根据实时熔池面积与标准熔池面积计算实时熔池面积差,将实时熔池面积差与标准熔池面积差进行对比,确定被焊接件的实时熔池面积是否在标准的范围内,由于激光焊接的熔池的深宽比较为固定,因此通过对熔池面积进行控制,也能够达到对熔深和熔宽控制的目的,将实时熔池面积控制在一定的范围内,也能够保障热影响区的状态的稳定,从而提高了复合激光焊接的焊接质量。
[0018]
进一步地,在中控单元判定实时熔池面积差超出标准熔池面积差时,中控单元根据实时熔池面积对复合焊接单元的初始脉冲宽度进行实时调整,使复合焊接单元的脉冲宽度调整值能够根据实时熔池面积的变化而变化,快速的达到标准的状态,也进一步提高了判定效率,保障了复合焊接装置的正常运行。
[0019]
尤其,在中控单元判定实时熔池面积差未超出标准熔池面积差时,表示被焊接件的焊接区域是标准稳定的,但由于采用的复合焊接技术对熔池区域的温度影响较大,会造成用熔池区域冷却出现的缺陷,因此对熔池中心点温度进行获取和判定,以确定实时的焊接温度是否在标准状态,防止了由于焊接温度的波动造成的焊接缺陷,甚至是对被焊接件母材的损毁。
[0020]
进一步地,在中控单元判定熔池中心点温度低于第一预设中心温度时,表示熔池区域的焊接温度较低,可能会造成焊缝区域的融合不完全,因此将对复合焊接单元的焊接功率进行调整,并通过实时的反馈检测与重复调节,使熔池区域到达标准的温度状态,进一步提高了焊接区域的质量。
[0021]
尤其,在中控单元判定熔池中心点温度在第一预设中心温度与第二预设中心温度之间时,表示熔池区域中心位置的温度是在标准范围内的,中控单元在对中心与边缘位置的温度差进行计算并判定,能够清晰的判定出熔池区域温度的均匀情况,又由于中心位置区域的温度往往较边缘区域稳定高,这也正是造成焊接区域边缘质量差的原因,因此通过调整复合焊接单元的脉冲宽度,提高中心位置的热影响效率,提高边缘温度,同时也在极大程度上提高了焊接区域边缘的质量。
[0022]
进一步地,对熔池区域图像的边缘上各位置的实时温度进差值计算,并与中控单
元内设置的边缘标准温度差进行对比,由于在移动焊接过程中,一侧为焊接完成在冷却部分,而另一侧为刚进入焊接融合部分,因此熔池区域边缘温度存在一定的温度差值,对该温度差值的大小进行判断,避免了由于熔池部分内的温度差值过大而造成的冷却内应力的产生,影响焊接的质量。
[0023]
进一步地,在中控单元判定熔池中心点温度高于第二预设中心温度时,表示实时的熔池的中心温度过高,因此将熔池中心点温度与被焊接件能够符合要求的最大熔池温度进行对比,在熔池中心点温度小于等于最大熔池温度,通过对复合焊接单元的焊接功率进行调整,以降低熔池中心点温度,在熔池中心点温度高于最大熔池温度时,控制复合焊接装置及时进行停机,以免由于过高的温度对被焊接件的母材引起的损坏,提高了复合焊接装置的安全性,同时也保障了焊接区域的质量。
附图说明
[0024]
图1为本实施例所述的自动监测的复合焊接装置的结构示意图。
具体实施方式
[0025]
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白,下面结合实施例对本发明作进一步描述;应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
[0026]
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非在限制本发明的保护范围。
[0027]
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0028]
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0029]
请参阅图1所示,其为本实施例所述的自动监测的复合焊接装置的结构示意图,本实施例公开了一种自动监测的复合焊接装置,包括,机架单元1、作业平台101、焊接机舱102、固定臂103、焊接机械臂104、焊接头连接器105、复合焊接单元2、激光焊接头201、温度图像单元3以及中控单元(图中未画出),其中,机架单元1,其包括作业平台101,所述作业平台101用以放置被焊接件,作业平台101一侧设置有焊接机舱102,所述焊接机舱102用以对所述复合焊接装置提供能量,焊接机舱102上部设置有固定臂103,所述固定臂103上端设置有焊接机械臂104,所述焊接机械臂104一端设置有焊接头连接器105,焊接机械臂104用以带动所述焊接头连接器105在所述作业平台101上方区域进行三维空间移动;复合焊接单元2,其与所述机架单元1相连,所述复合焊接单元2设置在所述焊接头连接器一端,复合焊接单元2包括激光焊接头201,所述激光焊接头201用以输出复合激光
束,并在所述焊接机械臂104的带动下对被焊接件进行实时移动焊接,所述复合焊接单元2的脉冲宽度与焊接功率可调节;温度图像单元3,其设置在所述复合焊接单元2一侧,所述温度图像单元3用以对被焊接件表面进行温度检测,并生成热传感温度图像;中控单元,其与所述机架单元1、所述复合焊接单元2和所述温度检测单元分别相连,所述中控单元中设置有标准熔池面积范围,中控单元根据温度图像单元3检测的热传感温度图像确定实时熔池面积,并判定实时熔池面积是否在标准熔池面积范围内,当实时熔池面积不在标准范围内时,中控单元将根据实时熔池面积对所述复合焊接单元2脉冲宽度进行调整,直至使实时熔池面积达到标准熔池面积范围内时,停止对复合焊接单元2脉冲宽度的调整;当实时熔池面积在标准范围内时,中控单元将对熔池区域图像的熔池中心点温度与中控单元内部设置的第一预设中心温度和第二预设中心温度进行对比判定,以确定是否对所述复合焊接装置的焊接状态进行调整,中控单元根据熔池区域图像的边缘平均温度与熔池中心点温度,计算边缘温度差,并将边缘温度差与中控单元内部设置的熔池标准温度差进行对比,以确定所述复合焊接装置是否在标准焊接状态。
[0030]
通过在复合焊接单元2一侧设置温度图像单元3,对复合焊接单元2焊接位置的被焊接件儿的表面进行实时的温度检测,并生成热传感温度图像,通过中控单元对热传感温度图像进行数据转换,能够使中控单元准确的监测到被焊接件各位置的实时温度值,提高了中控单元调节的准确性,同时,在中控单元内设置标准熔池面积范围能够精准的控制复合焊接装置的焊接范围,中控单元根据熔池中心点温度、中心位置与边缘平均温度的差值温度以及边缘各位置之间的差值温度,对复合焊接单元2的脉冲宽度与焊接功率进行实时调整,保障了被焊接件熔池区域的温度分布稳定,减小了熔池冷却带来的质量影响,提高了焊接区域的边缘质量。
[0031]
在本实施例中,热传感温度图像中各位置为温度图像单元3检测的精度并结合生成的热传感温度图像中的检测精度像素。
[0032]
具体而言,所述中控单元内设置有标准熔池面积sa与标准熔池面积差δsa,在所述复合焊接单元2对被焊接件进行移动焊接时,所述温度图像单元3将被焊接件表面的热传感温度图像传递至所述中控单元,中控单元根据热传感温度图像确定实时熔池面积se,中控单元根据实时熔池面积se与标准熔池面积sa计算实时熔池面积差δse,δse=|sa-se|,中控单元将实时熔池面积差δse与标准熔池面积差δsa进行对比,当δse≤δsa时,所述中控单元判定实时熔池面积差未超出标准熔池面积差,中控单元将对被焊接件的熔池温度进行判定,以确定是否对所述复合焊接装置的焊接状态进行调整;当δse>δsa时,所述中控单元判定实时熔池面积差超出标准熔池面积差,中控单元将实时熔池面积与标准熔池面积进行对比,并根据对比结果对所述复合焊接装置的焊接状态进行调整。
[0033]
通过在中控单元中设置标准熔池面积与标准熔池面积差,并在热传感温度图像中获取实时熔池面积,根据实时熔池面积与标准熔池面积计算实时熔池面积差,将实时熔池面积差与标准熔池面积差进行对比,确定被焊接件的实时熔池面积是否在标准的范围内,由于激光焊接的熔池的深宽比较为固定,因此通过对熔池面积进行控制,也能够达到对熔
深和熔宽控制的目的,将实时熔池面积控制在一定的范围内,也能够保障热影响区的状态的稳定,从而提高了复合激光焊接的焊接质量。
[0034]
具体而言,所述中控单元中设置有所述复合焊接单元2的初始脉冲宽度rc,当所述中控单元判定实时熔池面积差超出标准熔池面积差时,中控单元将实时熔池面积se与标准熔池面积sa进行对比,当se<sa时,所述中控单元判定被焊接件的实时熔池面积低于标准熔池面积范围,中控单元将所述复合焊接单元2的脉冲宽度rc’,rc’=rc rc[(sa-se)/sa],所述温度图像单元3将脉冲宽度调整后的被焊接件表面的热传感温度图像传递至中控单元,中控单元确定实时熔池面积se’,并根据实时熔池面积se’与标准熔池面积sa计算实时熔池面积差δse’,中控单元重复上述根据实时熔池面积差与标准熔池面积差的对比判定对复合焊接单元2的脉冲宽度进行调整的操作,直至δse’≤δsa时,中控单元停止对所述复合焊接单元2的脉冲宽度的调整;当se>sa时,所述中控单元判定被焊接件的实时熔池面积高于标准熔池面积范围,中控单元将所述复合焊接单元2的脉冲宽度rc’,rc’=rc-rc[(se-sa)/sa],所述温度图像单元3将脉冲宽度调整后的被焊接件表面的热传感温度图像传递至中控单元,中控单元确定实时熔池面积se’,并根据实时熔池面积se’与标准熔池面积sa计算实时熔池面积差δse’,中控单元重复上述根据实时熔池面积差与标准熔池面积差的对比判定对复合焊接单元2的脉冲宽度进行调整的操作,直至δse’≤δsa时,中控单元停止对所述复合焊接单元2的脉冲宽度的调整。
[0035]
在中控单元判定实时熔池面积差超出标准熔池面积差时,中控单元根据实时熔池面积对复合焊接单元2的初始脉冲宽度进行实时调整,使复合焊接单元2的脉冲宽度调整值能够根据实时熔池面积的变化而变化,快速的达到标准的状态,也进一步提高了判定效率,保障了复合焊接装置的正常运行。
[0036]
具体而言,所述中控单元中设置有第一预设中心温度t1与第二预设中心温度t2,其中,t1<t2,当所述中控单元判定实时熔池面积差未超出标准熔池面积差时,中控单元将根据热传感温度图像中实时熔池面积对应的熔池区域图像确定熔池中心点,并确定熔池中心点温度ts,中控单元将熔池中心点温度ts与第一预设中心温度t1和第二预设中心温度t2进行对比,当ts<t1时,所述中控单元判定熔池中心点温度低于第一预设中心温度,中控单元将根据熔池中心点温度对所述复合焊接单元2的焊接功率进行调节;当t1≤ts≤t2时,所述中控单元判定熔池中心点温度在第一预设中心温度与第二预设中心温度之间,中控单元将对熔池区域的边缘温度进行判定,以确定是否对所述复合焊接装置的焊接状态进行调整;当ts>t2时,所述中控单元判定熔池中心点温度高于第二预设中心温度,中控单元将对熔池中心点温度进行判定,以确定是否对所述复合焊接装置进行停机操作。
[0037]
在中控单元判定实时熔池面积差未超出标准熔池面积差时,表示被焊接件的焊接区域是标准稳定的,但由于采用的复合焊接技术对熔池区域的温度影响较大,会造成用熔池区域冷却出现的缺陷,因此对熔池中心点温度进行获取和判定,以确定实时的焊接温度是否在标准状态,防止了由于焊接温度的波动造成的焊接缺陷,甚至是对被焊接件母材的
损毁。
[0038]
具体而言,所述中控单元中设置有所述复合焊接单元2的初始焊接功率gc,当中控单元判定熔池中心点温度低于第一预设中心温度时,中控单元将所述复合焊接单元2的焊接功率调整为gc’,gc’=gc gc[(t1 t2)/2-ts]/(t1 t2)/2,在所述复合焊接单元2的焊接功率调整完成后,所述温度图像单元3将调整后的被焊接件表面的热传感温度图像传递至所述中控单元,中控单元确定焊接功率调整后的熔池中心点温度ts’,中控单元重复上述根据熔池中心点温度对复合焊接单元2的焊接功率进行调整的操作,直至ts’≥t1时,中控单元停止对所述复合焊接单元2的焊接功率的调节。
[0039]
在中控单元判定熔池中心点温度低于第一预设中心温度时,表示熔池区域的焊接温度较低,可能会造成焊缝区域的融合不完全,因此将对复合焊接单元2的焊接功率进行调整,并通过实时的反馈检测与重复调节,使熔池区域到达标准的温度状态,进一步提高了焊接区域的质量。
[0040]
具体而言,所述中控单元中设置有熔池标准温度差tn,中控单元中还设置有所述复合焊接单元2的初始脉冲宽度rc,当所述中控单元判定熔池中心点温度在第一预设中心温度与第二预设中心温度之间时,中控单元获取熔池区域图像的边缘上各位置的实时温度,并计算边缘平均温度tj,中控单元根据边缘平均温度tj与熔池中心点温度ts计算边缘温度差tm,tm=|ts-tj|,中控单元将边缘温度差tm与熔池标准温度差tn进行对比,当tm≤tn时,所述中控单元判定边缘温度差未超出熔池标准温度差,中控单元将对熔池区域图像的边缘上各位置的实时温度进行判断,以确定所述复合焊接装置是否在正常焊接状态;当tm>tn时,所述中控单元判定边缘温度差超出熔池标准温度差,中控单元将所述复合焊接单元2的脉冲宽度调整为rc”,rc”=rc
×
(tm/tn),当复合焊接单元2的脉冲宽度调整为rc”时,中控单元将标准熔池面积调整为sa’,sa’=sa sa[(rc
”‑
rc)/rc”]。
[0041]
在中控单元判定熔池中心点温度在第一预设中心温度与第二预设中心温度之间时,表示熔池区域中心位置的温度是在标准范围内的,中控单元在对中心与边缘位置的温度差进行计算并判定,能够清晰的判定出熔池区域温度的均匀情况,又由于中心位置区域的温度往往较边缘区域稳定高,这也正是造成焊接区域边缘质量差的原因,因此通过调整复合焊接单元2的脉冲宽度,提高中心位置的热影响效率,提高边缘温度,同时也在极大程度上提高了焊接区域边缘的质量。
[0042]
具体而言,所述中控单元中设置有边缘标准温度差tf,当所述中控单元判定边缘温度差未超出熔池标准温度差时,中控单元获取熔池区域图像的边缘上各位置的实时温度,并计算任意两实时温度之间的实时温度差ty,中控单元将实时温度差ty与边缘标准温度差tf进行对比,当ty≤tf时,所述中控单元判定实时温度差未超过边缘标准温度差,中控单元判定所述复合焊接装置处于正常焊接状态,不对复合焊接装置进行调整;当ty>tf时,所述中控单元判定实时温度差超过边缘标准温度差,中控单元判定被焊接件实时熔池的边缘区域温度差不在标准范围内,中控单元将控制所述复合焊接装置进行停机检查。
[0043]
对熔池区域图像的边缘上各位置的实时温度进差值计算,并与中控单元内设置的
边缘标准温度差进行对比,由于在移动焊接过程中,一侧为焊接完成在冷却部分,而另一侧为刚进入焊接融合部分,因此熔池区域边缘温度存在一定的温度差值,对该温度差值的大小进行判断,避免了由于熔池部分内的温度差值过大而造成的冷却内应力的产生,影响焊接的质量。
[0044]
具体而言,所述中控单元中设置有所述复合焊接单元2的初始焊接功率gc,中控单元中还设置有被焊接件的最大熔池温度tz,当所述中控单元判定熔池中心点温度高于第二预设中心温度时,中控单元将熔池中心点温度ts与最大熔池温度tz进行对比,当ts≤tz时,所述中控单元判定熔池中心点温度小于等于最大熔池温度,中控单元将所述复合焊接单元2的焊接功率调整为gc’,gc’=gc-gc[(ts-t2)/t2]。
[0045]
当ts>tz时,所述中控单元判定熔池中心点温度高于最大熔池温度,中控单元将控制所述复合焊接装置进行停机,对被焊接件进行检查。
[0046]
在中控单元判定熔池中心点温度高于第二预设中心温度时,表示实时的熔池的中心温度过高,因此将熔池中心点温度与被焊接件能够符合要求的最大熔池温度进行对比,在熔池中心点温度小于等于最大熔池温度,通过对复合焊接单元2的焊接功率进行调整,以降低熔池中心点温度,在熔池中心点温度高于最大熔池温度时,控制复合焊接装置及时进行停机,以免由于过高的温度对被焊接件的母材引起的损坏,提高了复合焊接装置的安全性。
[0047]
具体而言,所述中控单元中设置有被焊接件的熔池确定温度,所述温度图像单元3将被焊接件表面的热传感温度图像传递至所述中控单元,中控单元将热传感温度图像中各位置的温度与熔池确定温度进行对比,并在热传感温度图像选择高于熔池确定温度的区域作为熔池区域图像,其中,熔池确定温度通过被焊接件的材质和成分进行确定。
[0048]
具体而言,所述熔池中心点为熔池区域图像中熔池区域任意两面积平分线的交点,激光复合焊接的熔池多为不规则的似圆形,因此采用熔池区域图像中熔池区域任意两面积平分线的交点的方式进行中心位置的确定,提高了中控单元的计算速度。
[0049]
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
[0050]
以上所述仅为本发明的优选实施例,并不用于限制本发明;对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
再多了解一些

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