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touming188 2017-02-22 17:28

【原创精读】短周期螺柱焊在线分析系统

【原创精读】短周期螺柱焊在线分析系统


作  者
包晔峰1,廖海龙1,2,张金辉1,张景璋1,杨 可1,蒋永锋1
(1.河海大学 机电工程学院;2.华中科技大学 武汉国家光电实验室)


背景
二次大战前夕,在航母建造过程中,大量的木板需要固定在钢板上,传统的方法是在钢板上先钻通孔,再用螺栓和螺母固定,这种方法生产效率低、劳动强度大,为赶工期迫切需要寻找新的、高效的固定方法。在此背景下,发明了电弧螺柱焊。电弧螺柱焊无需在钢板上钻孔,可以在1~2 s内将螺柱快速焊接到钢板表面。自电弧螺柱焊发明以来,这种方法得到了快速的发展,已广泛应用于船舶、汽车、钢结构、锅炉等行业。目前,电弧螺柱焊可分为储能式和拉弧式两大类。储能式螺柱焊电弧的能量由电容提供,又有接触式、间隙式和拉弧储能式等不同的工艺方法。储能螺柱焊的焊接电流高达数千安培至几万安培,焊接时间为数毫秒至十几毫秒,能量密度非常高,特别适用于薄板的螺柱焊接,已在厨具、电梯、机箱、机柜等行业中得到了运用。拉弧式电弧螺柱焊包括短周期和长周期两种工艺,长周期的焊接时间在0.1~2.5 s可调,焊接时采用专用的瓷环保护电弧空间及熔池的冷却成型,比较适合厚板的螺柱焊接,已在钢结构、锅炉压力容器、粮食机械中得到了应用。短周期螺柱焊的焊接时间在100 ms以内可调,可利用大电流产生的爆炸效应来保护焊接区域,也可用外加保护气的方法对电弧和熔池进行保护,一般不用瓷环,易于实现自动化,生产效率高,质量分散性较小,广泛应用于汽车工业。螺柱焊的质量检测有目检、拉伸和弯曲等方法,国内外都制订了相关的标准。拉伸和弯曲等破坏性试验一般用于生产前的验证性检验,以及生产过程中的抽样性检验,不适合对生产过程的每个焊接螺柱进行检验。目检虽然可以对生产过程中的每个焊接螺柱进行检验,但费工费时,检验人员必须进行专门的培训,且具有相应的资质。目检合格的产品并不一定能通过拉伸和弯曲试验。在螺柱焊接量大、生产节拍快、质量要求高的场合,非常需要对焊柱焊的质量进行准确的在线分析和判断。为此,本研究开发了一种短周期螺柱焊在线分析系统,该系统能根据短周期螺柱焊的电流和电压信号,分析焊接过程的稳定性,计算电弧的能量、镀锌层的熔化量和熔深等参数,并能根据设定阈值实时判断焊接质量。

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详细文章请参看《电焊机》杂志2017年第 01

请点击附件下载详细文章:[attachment=121612]

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天烁机电设备 2017-02-24 14:50
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