激光填丝焊过渡方式实时监控装置的制作方法

本实用新型涉及焊接质量控制领域，特别涉及一种激光填丝焊过渡方式实时监控装置。

背景技术：

目前，激光填丝焊技术应用广泛，激光填丝焊通过添加焊丝的方式改善焊缝成分和组织，从而达到抑制焊接缺陷和增加焊前装配间隙宽容度等目的。激光填丝焊过程中熔滴过渡行为是一个复杂的过程，涉及加热、熔化以及过渡主要阶段。在激光填丝焊过程中，焊丝熔化后主要以插入、液桥、滴状过渡的方式进入到熔池中。其中，插入过渡方式过程中焊丝会对熔池产生较强的搅拌作用，影响焊缝成形；滴状过渡方式时由于金属液滴的过渡频率与送丝速度难以匹配，焊缝成形较差；焊丝熔化后液态金属通过液桥过渡方式可以得到较好的焊缝成形。通常通过设定合理的焊接速度与送丝速度等工艺参数可以实现激光填丝焊过程中的液桥过渡。而在实际过程中由于薄板的不平整性、焊接过程中薄板的变形及焊接过程中的不稳定性，焊丝与母材的预置高度会放生改变，影响熔滴过渡方式稳定性。为了保证在焊接过程中始终为液桥过渡方式，需要对液态金属与熔池的关系进行实时监控。目前，焊接过程的监控方法都是使用高速摄像仪器在外围配合完成监控任务。由于摄像装置固定，而焊接装置移动且无其他类型监控仪器配合，高速摄像实时监控的精度较低。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种激光填丝焊过渡方式实时监控装置，解决了现有技术存在的上述问题。本实用新型针对激光填丝焊焊接过程中过渡方式的要求，希望焊丝以稳定的液桥方式过渡到焊缝中，使激光填丝焊得到较好的焊缝成形。

本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

激光填丝焊过渡方式实时监控装置，包括导电滑块1、恒流电源2、随动装置3、电阻信号监测装置4及主控模块5，在送丝枪的焊丝中安装导电滑块1，母材表面设置随动装置3且与激光头同步运动，所述随动装置3由导电滑轮、柔性杆组成，导电滑轮与母材柔性接触，在激光填丝焊过程中，焊丝、母材与焊丝的熔化液滴通过导电滑块1与随动装置3组成闭合电路，并在电路中设置一个恒流电源2，所述主控模块5包括电阻信号采集电路及送丝速度调节电路；在焊接过程中，导电滑块1与焊丝稳定接触，但不影响焊丝的送进，随动装置3通过柔性杆始终与母材连接，并且在焊接过程中随着激光头同步运动；在焊接过程中电阻信号反应焊接过程中熔滴过渡形式，通过电阻信号监测装置4、主控模块5监控电阻信号的变化达到监控焊接方式的目的。

在焊接过程中，焊丝、母材与熔化焊丝通过导电滑块1、柔性杆与导电滑轮组合闭合电路，电路中添加的恒流电源2提供稳定电流，根据欧姆定律测量出电路中的动态电阻，通过电阻信号监测装置4将信号传递给主控模块5，主控模块5的电阻信号采集电路与送丝速度调节电路通过数据总线发出改变送丝速度的指令给送丝装置，送丝装置改变送丝速度，维持焊丝与母材之间距离，保证焊接过程中熔化的焊丝以液桥过渡的形式过渡到焊缝中。

本实用新型的有益效果在于：利用电阻信号实时反映焊接过程液态金属的过渡形式，并且通过对电阻信号实时采集，主控模块对电阻信号的处理发出相应指令来调节送丝速度，使焊接过程始终保持相对稳定的液桥过渡。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型的激光填丝焊过渡方式实时监控装置的结构示意图；

图2为液桥过渡过程中电阻信号；

图3为液滴过渡过程中电阻信号；

图4为插入过渡过程中电阻信号。

图中：1、导电滑块；2、恒流电源；3、随动装置；4、电阻信号监测装置；5、主控模块。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型的详细内容及其具体实施方式。

参见图1至图4所示，本实用新型的激光填丝焊过渡方式实时监控装置，包括导电滑块，恒流电源，随动装置，电阻信号监测装置，主控模块组成；焊接过程中通过在焊丝与母材之间添加的电路中电阻值的信号变化来判断焊接过程的稳定性，主控模块发出相应地命令来改变送丝装置的送丝速度，达到焊接过程中稳定的液桥过渡形式。在送丝枪的焊丝中安装导电滑块1，母材表面设置随动装置3使其与激光头同步运动，其中随动装置3由导电滑轮与柔性杆组成，导电滑轮与母材柔性接触，焊丝、母材、恒流电源2与随动装置3组成的闭合回路用于动态电阻实时测量，高效率的解决对焊接过程中过渡形式的实时监控；所述主控模块5包括电阻信号采集电路及送丝速度调节电路；焊接过程中液态金属以液桥方式过渡到熔池中时，在任意时间t内电路中电阻信号在±5%内波动，可认为电阻比较稳定。

当焊接过程中液态金属以滴状方式过渡到熔池中时，焊丝与母材之间会产生周期性断路，电阻信号会出现周期性消失的情况，此时通过对电阻信号的采集，主控模块5根据电阻信号采集电路反馈的电阻信号输出相应地命令，相应调节增大送丝速度，保证焊丝与母材相对距离的稳定性，实现金属液体的液桥过渡。

当焊丝未完全熔化，焊丝以固态深入到熔池中，这种情况为焊丝的插入过渡方式。这时电阻信号不稳定，电阻信号时断时续且无规律。固态焊丝会对熔池有较强的搅拌作用，影响焊缝成形。此时通过对电阻信号的采集，主控模块根据电阻信号输出相应地命令，减小送丝速度，保证焊丝与母材相对距离的稳定性，实现熔化焊丝的液桥过渡。

参见图1至图4所示，本实用新型的激光填丝焊液桥过渡方式实时监控装置，是由导电滑块1、随动装置2、恒流电源3、电阻信号监测装置4及主控模块5组成。随动装置2是由导电滑轮与柔性杆组成，主控模块5包括电阻信号采集电路与送丝速度调节电路。在焊接过程中导电滑块1始终与焊丝稳定接触，并且不影响焊丝的送进。导电滑轮与母材通过柔性杆连接，可以实现在不平整的工件上稳定运动并且激光头同步运动。由焊丝、母材及随动装置2由导线连接成闭合回路，恒流源3为电路提供恒定电流，可以根据欧姆定律测定激光填丝焊过程中的动态电阻，电阻监测装置4与主控模块相连实现电阻信号实时采集与分析。主控模块5由电阻信号采集电路与送丝速度调节电路构成，主控模块5接受电阻监测装置4发出的电阻信号，通过电阻信号采集电路采集与分析以及送丝速度调节电路发出相应指令，通过数据总线与焊接送丝设备相连，实现送丝速度的改变，调整激光填丝焊接过程中焊丝熔化后的过渡方式。

以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡对本实用新型所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。