專利名稱：電渣焊熔池與渣池深度的控制方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于電渣焊接工序的自動(dòng)控制方法及其裝置，特別是關(guān)于按照金屬熔池及渣池深度的變化，而自動(dòng)控制成型滑塊或工件的方法和控制裝置。
本發(fā)明可適用于直焊縫、環(huán)形焊縫和異形焊縫的電渣焊接。
眾所周知，電渣焊接過(guò)程中為了保證焊接的性能，必須使金屬熔池與渣池保持一定的深度，即要求熔池表面相對(duì)于成型滑塊的位置不變。通常采用的方法有多種，如探針?lè)?，它是在成型滑塊上靠近熔池液面的上方裝置一個(gè)探針(觸頭)，利用探針與金屬熔池表面的距離變化改變電流的大小，在探針與金屬熔池間產(chǎn)生電位，以此作為檢測(cè)信號(hào)來(lái)控制成型滑塊的移動(dòng)(如JP-昭60-44189)。這種方法的缺點(diǎn)是探針容易燒損，在成型滑塊內(nèi)裝設(shè)探針會(huì)使成型滑塊變得復(fù)雜，生產(chǎn)上難于實(shí)現(xiàn)。
由JP-昭60-152383又公開(kāi)了一種用超聲波探頭測(cè)出熔渣深度，并通過(guò)超聲波探傷儀、信號(hào)處理裝置、控制器，來(lái)實(shí)現(xiàn)電渣焊接時(shí)熔渣液深度及成型滑塊的自動(dòng)控制的技術(shù)方案。這種方法需要的裝置比較復(fù)雜，要有制造精度很高的超聲波探頭;要有精密的超聲波探傷儀，設(shè)備成本高;由于探頭的制造精度要求高，探頭與成型滑塊的表面接觸要求光潔，使環(huán)形焊縫、角焊縫、異形焊縫應(yīng)用受到限制。
本發(fā)明的目的在于克服以往電渣焊接技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種能夠方便地根據(jù)熔池深度的變化而自動(dòng)控制成型滑塊或工件運(yùn)動(dòng)的方法，以及實(shí)施上述方法的控制裝置。
本發(fā)明的方法是利用被焊工件在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的光幅射作為光源，它可以使光電管(光電探頭)按照光的強(qiáng)弱變化發(fā)出信號(hào)，光電探頭發(fā)出的信號(hào)被送入處理裝置內(nèi)，和予先給定的正常值進(jìn)行比較，然后發(fā)出指令，通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制成型滑塊或工件的運(yùn)動(dòng)，來(lái)適應(yīng)熔池深度的變化，保證焊接的連續(xù)進(jìn)行。
焊接過(guò)程中焊劑的補(bǔ)充采用了主動(dòng)供給和光電控制相結(jié)合的方法，它可以根據(jù)焊縫消耗焊劑的需要，定時(shí)足量補(bǔ)充焊劑。當(dāng)補(bǔ)充的焊劑大于正常值時(shí)，渣池的溫度雖然發(fā)生變化，但是光電探頭由于渣池亮度微弱的變化，不足以使光電管發(fā)出跟蹤信號(hào)，驅(qū)動(dòng)裝置不發(fā)指令，多余的渣液就從成型滑塊上緣溢出，使其渣池保持正常深度。
本發(fā)明的裝置是在垂直機(jī)架的升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置一個(gè)光電探頭，使它對(duì)準(zhǔn)成型滑塊的上邊緣。工件在電渣焊接過(guò)程中產(chǎn)生的幅射光，使光電探頭發(fā)出信號(hào)，將這一信號(hào)送入處理裝置和予先給定的正常值進(jìn)行比較，根據(jù)差值再向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，移動(dòng)成型滑塊或工件。
焊劑補(bǔ)充裝置是在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上方設(shè)置焊劑容器，并有電磁控制閥定時(shí)供給熔池足夠的焊劑。當(dāng)補(bǔ)充的焊劑超過(guò)使用量后，由于渣池亮度變?nèi)?，上述的光電探頭接受的光照經(jīng)處理裝置與給定值相比較后，拒絕執(zhí)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使多余的渣液放掉，保持了熔池的正常深度。
本發(fā)明具有光電探頭探測(cè)準(zhǔn)確，裝置跟蹤方便、操作簡(jiǎn)單、工作可靠性高，焊縫質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。另外，一個(gè)光電探頭同時(shí)擔(dān)負(fù)著滑塊或工件移動(dòng)及焊劑供給兩個(gè)控制功能，裝置成本低廉。
通過(guò)以下的兩個(gè)實(shí)施例，可以進(jìn)一步敘述本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容圖1、圖2是本發(fā)明對(duì)直焊縫電渣焊接方法及其裝置的示意圖。
被焊接工件(1)垂直立置，引弧后，熔池(11)渣池(10)的深度人為給定在一個(gè)正常值內(nèi)，焊接過(guò)程中要求保持這個(gè)值，光電探頭(5)通過(guò)自己的校正器(13)對(duì)準(zhǔn)成型滑塊(6)的上邊緣，并將光幅射溫度選擇鈕(14)置于合適位置。隨著焊接的進(jìn)行，渣池逐漸上升，當(dāng)渣池的液面平行或略低于成型滑塊上緣(圖2的A1位置)時(shí)，渣池的光幅射直接照射到光電探頭上，這時(shí)光電探頭內(nèi)的光電管發(fā)生變化，向處理裝置(4)發(fā)出信號(hào)陀柘雀ǖ惱Ｖ到斜冉蝦籩噶釙梗 )動(dòng)作，即成型滑塊沿工件表面向上滑動(dòng)。當(dāng)渣池相對(duì)于滑塊低于一定值后，光電探頭失去直射光照，處理裝置失去信號(hào)，成型滑塊停止移動(dòng)，處于等待狀態(tài)，使工件與成型滑塊始終保持這一相對(duì)位置。當(dāng)渣池再次上升到成型滑塊上緣時(shí)，第二次成型滑塊向上移動(dòng)開(kāi)始……以此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)電渣焊接的連續(xù)進(jìn)行。
焊劑供給是由處理裝置(4)根據(jù)焊縫消耗焊劑的多少，向電磁控制閥(12)定時(shí)發(fā)出指令，由焊劑容器(3)足量供應(yīng)，以保持渣池、熔池之間的深度在正常值內(nèi)。當(dāng)焊劑過(guò)量，渣池深度超過(guò)正常值時(shí)，即使渣液己和成型滑塊上緣平行，但是這一微弱的光變化不足以使光電管發(fā)出跟蹤信號(hào)，成型滑塊不動(dòng)作，渣液由成型滑塊上緣溢出。當(dāng)渣池深度達(dá)到正常值后，光電探頭開(kāi)始正常跟蹤。
圖3是本發(fā)明對(duì)圓形焊縫電渣焊接方法及其裝置的示意圖。
被焊接的圓形工件(1)水平臥置，引弧后，熔池(11)渣池(10)的深度人為給定在一個(gè)正常值內(nèi)，焊接過(guò)程中要求保持這個(gè)值，光電探頭(5)通過(guò)自己的校正器(13)對(duì)準(zhǔn)成型滑塊(6)的上邊緣，并將光幅射溫度選擇鈕(14)置于合適位置。隨著焊接的進(jìn)行，渣池逐漸上升，當(dāng)渣池的液面平行或略低于成型滑塊上緣時(shí)，渣池的光幅射直接照射到光電探頭上，這時(shí)光電探頭內(nèi)的光電管發(fā)生變化，向處理裝置(4)發(fā)出信號(hào)，和予先給定的正常值進(jìn)行比較后指令驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(15)動(dòng)作，即被焊工件相對(duì)于成型滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)渣池低于滑塊一定值后，光電探頭失去直射光照，處理裝置失去信號(hào)，工件停止轉(zhuǎn)動(dòng)，處于等待狀態(tài)，使工件與成型滑塊始終保持這一相對(duì)位置。當(dāng)渣池再次上升到成型滑塊上緣時(shí)，第二次轉(zhuǎn)動(dòng)開(kāi)始……以此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)電渣焊接的連續(xù)進(jìn)行。
焊劑供給方法和控制裝置與直焊縫相同。


1-工件2-機(jī)架3-焊劑容器4-處理裝置5-光電探頭6-成型滑塊7-焊絲導(dǎo)管8-升降機(jī)構(gòu)(驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))9-焊縫10-渣池11-金屬熔池12-電磁閥13-校正器14-選擇鈕15-驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(電動(dòng)機(jī))
權(quán)利要求
1.一種利用探頭測(cè)出熔渣深度并通過(guò)信號(hào)處理裝置、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使電渣焊接的熔渣深度保持在一定范圍內(nèi)的控制方法，其特征在于所述的方法是利用被焊接工件在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的光幅射作為光源，它可以使光電管(光電探頭)按照光的強(qiáng)弱變化發(fā)出信號(hào)，光電探頭發(fā)出的信號(hào)被送入處理裝置內(nèi)，和予先給定的正常值進(jìn)行比較，然后發(fā)出指令，給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制成型滑塊或工件的運(yùn)動(dòng)。
2.一種利用探頭測(cè)出熔渣深度并通過(guò)信號(hào)處理裝置、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使電渣焊接的熔渣深度保持在一定范圍內(nèi)的控制裝置，其特征在于所述的裝置是在垂直機(jī)架的升降機(jī)構(gòu)上設(shè)置一個(gè)光電探頭，使它對(duì)準(zhǔn)成型滑塊的上邊緣，工件在電渣焊接過(guò)程中產(chǎn)生的幅射光，使光電探頭發(fā)出信號(hào)，將這一送入處理裝置和予先給定的正常值進(jìn)行比較，根據(jù)差值向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，移動(dòng)成型滑塊或工件。
3.按照權(quán)利要求2所述的控制裝置，其特征在于所述的升降機(jī)構(gòu)可以是驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于電渣焊接工序的自動(dòng)控制方法及其裝置，它提供了一種利用光電探頭能夠方便地根據(jù)熔池濃度的變化而自動(dòng)控制成型滑塊或工件運(yùn)動(dòng)的方法，以及實(shí)施上述方法的控制裝置。具有光電探頭探測(cè)準(zhǔn)確，裝置跟蹤方便、操作簡(jiǎn)單、工作可靠性高，焊縫質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K25/00GK1033252SQ8710792
公開(kāi)日1989年6月7日 申請(qǐng)日期1987年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1987年11月20日
發(fā)明者孔林生, 趙長(zhǎng)欣 申請(qǐng)人:太原重型機(jī)器廠