本发明涉及焊接领域，具体来说涉及一种层流等离子体焊接方法及焊接装置。
背景技术：
焊接：也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术，焊接通过下列三种途径达成接合的目的：1、熔焊——加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助；2、压焊——焊接过程必须对焊件施加压力3、钎焊——采用比母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，填充间隙，并与母材互相扩散实现链接焊件。现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空。无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等，目前也有一些技术方案采用等离子技术来作为焊接的热源，如公开号为CN102861976A，公开时间为2013年1月09日，名称为“一种不锈钢空心刀柄焊接用等离子自动焊接装置”的中国发明专利文献，公开了一种一种不锈钢空心刀柄焊接用等离子自动焊接装置，所述等离子自动焊接装置安装在钢结构的支撑架上，包括刀柄夹紧机构、刀柄旋转机构、等离子焊枪行走机构和所述等离子焊接机构；其中，所述刀柄夹紧机构，用于将两瓣的刀柄壳夹紧并固定位置；所述刀柄旋转机构所述旋转机构安装在刀柄加紧机构内，用于焊接刀柄时的旋转焊接；所述等离子焊枪行走机构，用于焊接时等离子束跟随焊缝作三维轨迹行走焊接；在安装有等离子焊枪行走机构，即三轴机械机构(X，Y，Z轴)的支架上安装有等离子焊枪，所述等离子焊接机构采用多轴运动控制系统。采用本发明具有结构简单，焊接的效果好，平整，快速易操作和成本低等特点，但是这种方案中，采用一般等离子发生器作为焊接的热源其稳定性和效果任然有待提高，并且这种技术方案中焊接只能针对一种比较固定的产品并且采用热熔接的方式，在需要增材焊接时使用起来就比较麻烦了，并且焊接时，焊接台角度固定无法调整，会产生很多焊接盲区。
技术实现要素：
：
本发明的目的在于提供一种基于层流等离子技术的焊接方法及其使用的焊接装置，这种焊接方法简单、效果优异，同时对应的焊接装置结构简单、容易实现，焊接头能够在焊接区域中自由灵活运动，热源稳定且可调范围大，焊接台能够根据需求进行调整。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种层流等离子体焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将待焊接件固定在焊接装置焊接操作台的旋转台上，将待焊接的部位露出；
步骤2：在中央控制器输入焊接要求，启动焊接装置，调整T型滑块和一字滑台调整焊接头的位置，再调整伸缩缸调整焊接头的高度，对准待焊接件的待焊接部位；
步骤3：启动焊接头，利用焊接头中的层流等离子作为热源对待焊接件的待焊接部位进行焊接；
步骤4：操作旋转台旋转，调整待焊接件的待焊接部位的角度，将待焊接部位全部完成焊接。
所述步骤1中，是利用旋转台的固定块将待焊接件进行固定的。
所述步骤2中，调整T型滑块和一字滑台调整焊接头的位置，以及调整伸缩缸调整焊接头的高度均是通过手动操作向中央控制器输入指令，中央控制器再根据指令控制进行调节的T型滑块、一字滑台和伸缩缸的驱动器进行调节的。
一种层流等离子体焊接装置，包括中央控制器、龙门架、驱动器和焊接操作台，其特征在于：还包括焊接头、伸缩缸、大功率电源、供料装置、一字滑台以及与一字滑台对应的T型滑块；所述龙门架的一对横梁上设置有滑轨，所述一字滑台的两端通过滑块与所述滑轨连接；所述焊接头通过伸缩缸连接在T型滑块上，所述T型滑块内设置有滑轮；所述焊接头包括层流等离子束枪和出料口，焊接头通过电源线和供料管道与所述大功率电源和供料装置软连接；所述焊接操作台上设置有带有固定块的旋转台。
所述伸缩缸包括缸体和伸缩杆，所述焊接头连接在伸缩杆的顶端，所述缸体底部固定在所述T型滑块的底部。
所述驱动器是伺服电机，所述中央控制器包括伺服控制模块。
所述层流等离子束枪包括层流离子体发生器、弧压调节器和枪体，所述层流离子体发生器和弧压调节高器设置在所述枪体内。
所述层流离子体发生器，主要由阴极部分、阳极部分、进气环、底座和紧固螺钉组成，所述的阴极部分由阴极座和阴极头组成，采用紧固螺钉与底座固定；所述的进气环内圆与阴极座配合，外圆与阳极座配合；所述的阳极部分由阳极座、阳极头和压紧端盖组成，采用紧固螺钉与底座固定。
本发明的有益效果如下：
一、本发明提供的一种层流等离子体焊接方法，将待焊接件固定在焊接装置焊接操作台的旋转台上，将待焊接的部位露出；在中央控制器输入焊接要求，启动焊接装置，调整T型滑块和一字滑台调整焊接头的位置，再调整伸缩缸调整焊接头的高度，对准待焊接件的待焊接部位；启动焊接头，利用焊接头中的层流等离子作为热源对待焊接件的待焊接部位进行焊接；操作旋转台旋转，调整待焊接件的待焊接部位的角度，将待焊接部位全部完成焊接，这种方法操作简单，控制易实现。
二、本发明提供的一种层流等离子体焊接装置，一字滑台的两端通过滑块与滑轨设置在龙门架的横梁上，在驱动器的驱动下实现纵向的运动，焊接头通过T型滑块连接在一字滑台上，这种结构在保证焊接头完成横向运动的同时也为焊接头和伸缩缸提供了悬挂的支撑，为焊接提供了足够大的自由作业空间，采用层流等离子束枪作为焊接热源，利用等离子体弧发生器，在阴极和工件之间，或阴极和水冷紫铜喷嘴之间，形成转移型等离子弧，再利用转移弧的热量在工件表面产生熔池和熔化合金丝（粉末），合金丝（粉末）按需要量连续供给，借助丝（粉末）气流送入焊枪，并熔入电弧中，丝（粉末）在弧柱中被预先加热，呈熔化或半熔化状态落入熔池，在熔池里充分熔化，电弧等离子体射流稳定性；射流参数宽范围精确稳定可调，不卷入环境氛围；采用高弧压小电流工作方式效率高寿命长；系统整体效率高、功率大、运用广、环境友好；旋转台可以在打印中及时调整角度配合三维机械手的动作。
三、本发明提供的一种层流等离子体焊接装置，焊接头连接在伸缩杆的顶端，所述缸体底部固定在所述T型滑块的底部，焊接时仅有焊接头随伸缩杆进行伸缩调整，设备整体稳定性好，技术成熟可靠；伺服控制模块控制伺服电机，调速平稳精准，技术成熟；层流等离子束枪通过弧压调节器调节层流等离子的输出以适应不同材料的焊接要求。
四、本发明提供的一种层流等离子体焊接装置，由于阴阳极头作为易损件，其使用寿命往往决定了发生器连续运行的时间长度，在本发生器中，充分考虑阴阳极头的冷却，合理布局冷却通道，使阴阳极头冷却充分，延长了其使用寿命，使阴极头使用寿命可达100h以上，阳极头寿命可达80h以上。同时，考虑到阴阳极头需经常更换，在设计之初就考虑了其更换的方便性：阴极头更换时只需拧掉阳极座与底座的连接螺钉，然后拧掉阴极头，换上新的即可；阳极头的更换则只需拧掉压紧端盖，取下阳极头更换即可，整个更换过程只需要两三分钟，简单方便。
附图说明
图1是本发明一种优选方案的结构示意图；
图中：
1、中央控制器；2、龙门架；3、驱动器；4、焊接操作台；5、焊接头；6、伸缩缸；7、大功率电源；8、供料装置；9、一字滑台；10、T型滑块；11、供料管道；12、旋转台；13、固定块。
具体实施方式
以下通过几个实施例来进一步说明本发明的技术方案，需要说明的是，实现本发明目的的技术方案包括但不限于以下实施例。
实施例1
如图1，一种层流等离子体焊接方法，包括以下步骤：
步骤1：将待焊接件固定在焊接装置焊接操作台4的旋转台12上，将待焊接的部位露出；
步骤2：在中央控制器1输入焊接要求，启动焊接装置，调整T型滑块10和一字滑台9调整焊接头5的位置，再调整伸缩缸6调整焊接头6的高度，对准待焊接件的待焊接部位；
步骤3：启动焊接头6，利用焊接头6中的层流等离子作为热源对待焊接件的待焊接部位进行焊接；
步骤4：操作旋转台12旋转，调整待焊接件的待焊接部位的角度，将待焊接部位全部完成焊接。
所述步骤1中，是利用旋转台12的固定块13将待焊接件进行固定的。
所述步骤2中，调整T型滑块10和一字滑台9调整焊接头6的位置，以及调整伸缩缸6调整焊接头6的高度均是通过手动操作向中央控制器1输入指令，中央控制器1再根据指令控制进行调节的T型滑块10、一字滑台9和伸缩缸6的驱动器进行调节的。
这是本发明的一种最基本实施方案。将待焊接件固定在焊接装置焊接操作台4的旋转台12上，将待焊接的部位露出；在中央控制器1输入焊接要求，启动焊接装置，调整T型滑块10和一字滑台9调整焊接头5的位置，再调整伸缩缸6调整焊接头6的高度，对准待焊接件的待焊接部位；启动焊接头6，利用焊接头6中的层流等离子作为热源对待焊接件的待焊接部位进行焊接；操作旋转台12旋转，调整待焊接件的待焊接部位的角度，将待焊接部位全部完成焊接，这种方法操作简单，控制易实现。
实施例2
如图1，一种层流等离子体焊接装置，包括中央控制器1、龙门架2、驱动器3和焊接操作台4，还包括焊接头5、伸缩缸6、大功率电源7、供料装置8、一字滑台9以及与一字滑台9对应的T型滑块10；所述龙门架2的一对横梁上设置有滑轨，所述一字滑台9的两端通过滑块与所述滑轨连接；所述焊接头5通过伸缩缸6连接在T型滑块10上，所述T型滑块10内设置有滑轮；所述焊接头5包括层流等离子束枪和出料口，焊接头5通过电源线和供料管道11与所述大功率电源7和供料装置8软连接；所述焊接操作台4上设置有带有固定块13的旋转台12。
这是本发明的一种优选的实施方案。一字滑台9的两端通过滑块与滑轨设置在龙门架2的横梁上，在驱动器3的驱动下实现纵向的运动，焊接头5通过T型滑块10连接在一字滑台9上，这种结构在保证焊接头5完成横向运动的同时也为焊接头5和伸缩缸6提供了悬挂的支撑，为焊接提供了足够大的自由作业空间，采用层流等离子束枪作为焊接热源，利用等离子体弧发生器，在阴极和工件之间，或阴极和水冷紫铜喷嘴之间，形成转移型等离子弧，再利用转移弧的热量在工件表面产生熔池和熔化合金丝（粉末），合金丝（粉末）按需要量连续供给，借助丝（粉末）气流送入焊枪，并熔入电弧中，丝（粉末）在弧柱中被预先加热，呈熔化或半熔化状态落入熔池，在熔池里充分熔化，电弧等离子体射流稳定性；射流参数宽范围精确稳定可调，不卷入环境氛围；采用高弧压小电流工作方式效率高寿命长；系统整体效率高、功率大、运用广、环境友好；旋转台12可以在打印中及时调整角度配合三维机械手的动作。
实施例2
如图1，一种层流等离子体焊接装置，包括中央控制器1、龙门架2、驱动器3和焊接操作台4，还包括焊接头5、伸缩缸6、大功率电源7、供料装置8、一字滑台9以及与一字滑台9对应的T型滑块10；所述龙门架2的一对横梁上设置有滑轨，所述一字滑台9的两端通过滑块与所述滑轨连接；所述焊接头5通过伸缩缸6连接在T型滑块10上，所述T型滑块10内设置有滑轮；所述焊接头5包括层流等离子束枪和出料口，焊接头5通过电源线和供料管道11与所述大功率电源7和供料装置8软连接；所述焊接操作台4上设置有带有固定块13的旋转台12。
所述伸缩缸6包括缸体和伸缩杆，所述焊接头5连接在伸缩杆的顶端，所述缸体底部固定在所述T型滑块10的底部。
这是本发明的一种优选的实施方案。一字滑台9的两端通过滑块与滑轨设置在龙门架2的横梁上，在驱动器3的驱动下实现纵向的运动，焊接头5通过T型滑块10连接在一字滑台9上，这种结构在保证焊接头5完成横向运动的同时也为焊接头5和伸缩缸6提供了悬挂的支撑，为焊接提供了足够大的自由作业空间，采用层流等离子束枪作为焊接热源，利用等离子体弧发生器，在阴极和工件之间，或阴极和水冷紫铜喷嘴之间，形成转移型等离子弧，再利用转移弧的热量在工件表面产生熔池和熔化合金丝（粉末），合金丝（粉末）按需要量连续供给，借助丝（粉末）气流送入焊枪，并熔入电弧中，丝（粉末）在弧柱中被预先加热，呈熔化或半熔化状态落入熔池，在熔池里充分熔化，电弧等离子体射流稳定性；射流参数宽范围精确稳定可调，不卷入环境氛围；采用高弧压小电流工作方式效率高寿命长；系统整体效率高、功率大、运用广、环境友好；旋转台12可以在打印中及时调整角度配合三维机械手的动作；焊接头5连接在伸缩杆的顶端，所述缸体底部固定在所述T型滑块10的底部，焊接时仅有焊接头5随伸缩杆进行伸缩调整，设备整体稳定性好，技术成熟可靠。
实施例3
如图1，一种层流等离子体焊接装置，包括中央控制器1、龙门架2、驱动器3和焊接操作台4，还包括焊接头5、伸缩缸6、大功率电源7、供料装置8、一字滑台9以及与一字滑台9对应的T型滑块10；所述龙门架2的一对横梁上设置有滑轨，所述一字滑台9的两端通过滑块与所述滑轨连接；所述焊接头5通过伸缩缸6连接在T型滑块10上，所述T型滑块10内设置有滑轮；所述焊接头5包括层流等离子束枪和出料口，焊接头5通过电源线和供料管道11与所述大功率电源7和供料装置8软连接；所述焊接操作台4上设置有带有固定块13的旋转台12。
所述伸缩缸6包括缸体和伸缩杆，所述焊接头5连接在伸缩杆的顶端，所述缸体底部固定在所述T型滑块10的底部。
所述驱动器3是伺服电机，所述中央控制器1包括伺服控制模块。
这是本发明的一种优选的实施方案。一字滑台9的两端通过滑块与滑轨设置在龙门架2的横梁上，在驱动器3的驱动下实现纵向的运动，焊接头5通过T型滑块10连接在一字滑台9上，这种结构在保证焊接头5完成横向运动的同时也为焊接头5和伸缩缸6提供了悬挂的支撑，为焊接提供了足够大的自由作业空间，采用层流等离子束枪作为焊接热源，利用等离子体弧发生器，在阴极和工件之间，或阴极和水冷紫铜喷嘴之间，形成转移型等离子弧，再利用转移弧的热量在工件表面产生熔池和熔化合金丝（粉末），合金丝（粉末）按需要量连续供给，借助丝（粉末）气流送入焊枪，并熔入电弧中，丝（粉末）在弧柱中被预先加热，呈熔化或半熔化状态落入熔池，在熔池里充分熔化，电弧等离子体射流稳定性；射流参数宽范围精确稳定可调，不卷入环境氛围；采用高弧压小电流工作方式效率高寿命长；系统整体效率高、功率大、运用广、环境友好；旋转台12可以在打印中及时调整角度配合三维机械手的动作；焊接头5连接在伸缩杆的顶端，所述缸体底部固定在所述T型滑块10的底部，焊接时仅有焊接头5随伸缩杆进行伸缩调整，设备整体稳定性好，技术成熟可靠；伺服控制模块控制伺服电机，调速平稳精准，技术成熟。
实施例4
如图1，一种层流等离子体焊接装置，包括中央控制器1、龙门架2、驱动器3和焊接操作台4，还包括焊接头5、伸缩缸6、大功率电源7、供料装置8、一字滑台9以及与一字滑台9对应的T型滑块10；所述龙门架2的一对横梁上设置有滑轨，所述一字滑台9的两端通过滑块与所述滑轨连接；所述焊接头5通过伸缩缸6连接在T型滑块10上，所述T型滑块10内设置有滑轮；所述焊接头5包括层流等离子束枪和出料口，焊接头5通过电源线和供料管道11与所述大功率电源7和供料装置8软连接；所述焊接操作台4上设置有带有固定块13的旋转台12。
所述伸缩缸6包括缸体和伸缩杆，所述焊接头5连接在伸缩杆的顶端，所述缸体底部固定在所述T型滑块10的底部。
所述驱动器3是伺服电机，所述中央控制器1包括伺服控制模块。
所述层流等离子束枪包括层流离子体发生器、弧压调节器和枪体，所述层流离子体发生器和弧压调节高器设置在所述枪体内。
这是本发明的一种优选的实施方案。一字滑台9的两端通过滑块与滑轨设置在龙门架2的横梁上，在驱动器3的驱动下实现纵向的运动，焊接头5通过T型滑块10连接在一字滑台9上，这种结构在保证焊接头5完成横向运动的同时也为焊接头5和伸缩缸6提供了悬挂的支撑，为焊接提供了足够大的自由作业空间，采用层流等离子束枪作为焊接热源，利用等离子体弧发生器，在阴极和工件之间，或阴极和水冷紫铜喷嘴之间，形成转移型等离子弧，再利用转移弧的热量在工件表面产生熔池和熔化合金丝（粉末），合金丝（粉末）按需要量连续供给，借助丝（粉末）气流送入焊枪，并熔入电弧中，丝（粉末）在弧柱中被预先加热，呈熔化或半熔化状态落入熔池，在熔池里充分熔化，电弧等离子体射流稳定性；射流参数宽范围精确稳定可调，不卷入环境氛围；采用高弧压小电流工作方式效率高寿命长；系统整体效率高、功率大、运用广、环境友好；旋转台12可以在打印中及时调整角度配合三维机械手的动作；焊接头5连接在伸缩杆的顶端，所述缸体底部固定在所述T型滑块10的底部，焊接时仅有焊接头5随伸缩杆进行伸缩调整，设备整体稳定性好，技术成熟可靠；伺服控制模块控制伺服电机，调速平稳精准，技术成熟；层流等离子束枪通过弧压调节器调节层流等离子的输出以适应不同材料的焊接要求。
实施例5
如图1，一种层流等离子体焊接装置，包括中央控制器1、龙门架2、驱动器3和焊接操作台4，还包括焊接头5、伸缩缸6、大功率电源7、供料装置8、一字滑台9以及与一字滑台9对应的T型滑块10；所述龙门架2的一对横梁上设置有滑轨，所述一字滑台9的两端通过滑块与所述滑轨连接；所述焊接头5通过伸缩缸6连接在T型滑块10上，所述T型滑块10内设置有滑轮；所述焊接头5包括层流等离子束枪和出料口，焊接头5通过电源线和供料管道11与所述大功率电源7和供料装置8软连接；所述焊接操作台4上设置有带有固定块13的旋转台12。
所述伸缩缸6包括缸体和伸缩杆，所述焊接头5连接在伸缩杆的顶端，所述缸体底部固定在所述T型滑块10的底部。
所述驱动器3是伺服电机，所述中央控制器1包括伺服控制模块。
所述层流等离子束枪包括层流离子体发生器、弧压调节器和枪体，所述层流离子体发生器和弧压调节高器设置在所述枪体内。
所述层流离子体发生器，主要由阴极部分、阳极部分、进气环、底座和紧固螺钉组成，所述的阴极部分由阴极座和阴极头组成，采用紧固螺钉与底座固定；所述的进气环内圆与阴极座配合，外圆与阳极座配合；所述的阳极部分由阳极座、阳极头和压紧端盖组成，采用紧固螺钉与底座固定。
这是本发明的一种优选的实施方案。一字滑台9的两端通过滑块与滑轨设置在龙门架2的横梁上，在驱动器3的驱动下实现纵向的运动，焊接头5通过T型滑块10连接在一字滑台9上，这种结构在保证焊接头5完成横向运动的同时也为焊接头5和伸缩缸6提供了悬挂的支撑，为焊接提供了足够大的自由作业空间，采用层流等离子束枪作为焊接热源，利用等离子体弧发生器，在阴极和工件之间，或阴极和水冷紫铜喷嘴之间，形成转移型等离子弧，再利用转移弧的热量在工件表面产生熔池和熔化合金丝（粉末），合金丝（粉末）按需要量连续供给，借助丝（粉末）气流送入焊枪，并熔入电弧中，丝（粉末）在弧柱中被预先加热，呈熔化或半熔化状态落入熔池，在熔池里充分熔化，电弧等离子体射流稳定性；射流参数宽范围精确稳定可调，不卷入环境氛围；采用高弧压小电流工作方式效率高寿命长；系统整体效率高、功率大、运用广、环境友好；旋转台12可以在打印中及时调整角度配合三维机械手的动作；焊接头5连接在伸缩杆的顶端，所述缸体底部固定在所述T型滑块10的底部，焊接时仅有焊接头5随伸缩杆进行伸缩调整，设备整体稳定性好，技术成熟可靠；伺服控制模块控制伺服电机，调速平稳精准，技术成熟；层流等离子束枪通过弧压调节器调节层流等离子的输出以适应不同材料的焊接要求；由于阴阳极头作为易损件，其使用寿命往往决定了发生器连续运行的时间长度，在本发生器中，充分考虑阴阳极头的冷却，合理布局冷却通道，使阴阳极头冷却充分，延长了其使用寿命，使阴极头使用寿命可达100h以上，阳极头寿命可达80h以上。同时，考虑到阴阳极头需经常更换，在设计之初就考虑了其更换的方便性：阴极头更换时只需拧掉阳极座与底座的连接螺钉，然后拧掉阴极头，换上新的即可；阳极头的更换则只需拧掉压紧端盖，取下阳极头更换即可，整个更换过程只需要两三分钟，简单方便。