技术特征：
1.一种基于温度场的等离子弧焊焊缝结晶过程的控制装置，其特征在于，包括：焊接系统，所述焊接系统包括焊枪和焊接电源；供气系统，用于为所述焊枪提供气体；固定件，与所述焊枪转动连接；红外监控系统，与所述固定件转动连接，以使所述红外监控系统朝向工件上的穿孔熔池；控制系统，与所述红外监控系统、所述焊接电源以及所述供气系统连接，所述控制系统用于根据所述红外监控系统获取的所述穿孔熔池的实时温度场特征、实时温度梯度特征与预设的标准温度场特征阈值以及标准温度梯度特征阈值进行对比，进而控制所述供气系统和/或所述焊接系统的输出参数。2.根据权利要求1所述的基于温度场的等离子弧焊焊缝结晶过程的控制装置，其特征在于，所述红外监控系统包括区域识别模块，所述区域识别模块用于识别所述穿孔熔池的各区域，所述控制系统用于将各区域的实时温度场特征、实时温度梯度特征与预设的各区域的标准温度场特征阈值以及标准温度梯度特征阈值进行对比。3.根据权利要求1所述的基于温度场的等离子弧焊焊缝结晶过程的控制装置，其特征在于，所述焊接系统还包括：送丝机构，与所述焊枪连接，所述送丝机构的送丝速度可调，所述送丝机构用于输送焊丝。4.根据权利要求1所述的基于温度场的等离子弧焊焊缝结晶过程的控制装置，其特征在于，所述控制系统包括：上位机，与所述红外监控系统连接；处理单元，与所述上位机连接；控制单元，与所述处理单元、所述焊接系统以及所述供气系统连接。5.根据权利要求4所述的基于温度场的等离子弧焊焊缝结晶过程的控制装置，其特征在于，所述供气系统包括：焊接电源等离子气气瓶和保护气气瓶，所述等离子气气瓶与所述保护气气瓶分别与所述焊接电源连接，所述等离子气气瓶还与所述控制单元连接。6.一种利用权利要求1-5中任一项所述的基于温度场的等离子弧焊焊缝结晶过程的控制装置进行基于温度场的等离子弧焊缝结晶过程的控制方法，其特征在于，包括：获取穿孔熔池的实时温度场特征和实时温度梯度特征；在所述实时温度场特征位于预设的标准温度场特征阈值内，且所述实时温度梯度特征位于预设的标准温度梯度特征阈值内的情况下，继续焊接；在所述实时温度场特征位于所述标准温度场特征阈值外，或所述实时温度梯度特征位于所述标准温度梯度特征阈值外的情况下，根据温度场特征偏移量或温度梯度特征偏移量调节所述供气系统和/或所述焊接系统的输出参数。7.根据权利要求6所述的基于温度场的等离子弧焊焊缝结晶过程的控制方法，其特征在于，所述获取穿孔熔池的实时温度场特征和实时温度梯度特征的步骤进一步包括：获取所述穿孔熔池的前壁的实时温度场特征和和实时温度梯度特征、所述穿孔熔池的后壁的实时温度场特征和实时温度梯度特征，以及出口侧的实时温度场特征和实时温度梯
度特征。8.根据权利要求7所述的基于温度场的等离子弧焊焊缝结晶过程的控制方法，其特征在于，所述根据温度场特征偏移量或温度梯度特征偏移量调节所述供气系统或所述焊接系统的输出参数的步骤进一步包括：在所述前壁的实时温度场特征位于所述标准温度场特征阈值外，或所述前壁的实时温度梯度特征位于所述标准温度梯度特征阈值外的情况下，调节送丝速度和/或焊接电流。9.根据权利要求7所述的基于温度场的等离子弧焊焊缝结晶过程的控制方法，其特征在于，所述根据温度场特征偏移量或温度梯度特征偏移量调节所述供气系统或所述焊接系统的输出参数的步骤进一步包括：在所述后壁的实时温度场特征位于所述标准温度场特征阈值外，或所述后壁的实时温度梯度特征位于所述标准温度梯度特征阈值外的情况下，调节送丝速度和/或等离子气的流量。10.根据权利要求7所述的基于温度场的等离子弧焊焊缝结晶过程的控制方法，其特征在于，所述根据温度场特征偏移量或温度梯度特征偏移量调节所述供气系统或所述焊接系统的输出参数的步骤进一步包括：在所述出口侧的实时温度场特征位于所述标准温度场特征阈值外，或所述出口侧的实时温度梯度特征位于所述标准温度梯度特征阈值外的情况下，调节等离子气的流量和/或焊接电流。
技术总结
本发明涉及焊接质量控制技术领域，提供一种基于温度场的等离子弧焊焊缝结晶过程的控制装置及控制方法。上述的基于温度场的等离子弧焊焊缝结晶过程的控制装置，包括：焊接系统；供气系统用于为焊枪提供气体；固定件与焊枪转动连接；红外监控系统与固定件转动连接，以使红外监控系统朝向工件上的穿孔熔池；控制系统与红外监控系统、焊接电源以及供气系统连接。上述的基于温度场的等离子弧焊焊缝结晶过程的控制装置，在实时温度场特征或实时温度梯度特征超过对应的阈值范围时，控制系统调节供气系统和/或焊接系统的输出参数，从而使穿孔熔池的实时温度场特征以及实时温度梯度特征处于相对应的阈值范围内，进而保证了焊接质量始终处于合格范围内。终处于合格范围内。终处于合格范围内。
技术研发人员：陈树君 刘靖博 蒋凡 闫朝阳
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2022.09.30
技术公布日：2022/12/22