一种铝包钢丝自动化对焊装置的制作方法

1.本技术涉及双金属焊接领域，尤其是涉及一种铝包钢丝自动化对焊装置。


背景技术：

2.铝包钢是由金属钢和铝基于连续挤压与包覆技术复合而成的双金属材料，由于其独特的高强度、高耐腐蚀特性而广泛应用于机场、道路、河堤等护栏或河道治理石笼网箱等。护栏材料或石笼网箱通常采用铝包钢线进行编织，或者采用短段长铝包钢线焊接、编织。
3.目前的焊接设备都是只是应用于钢丝，并没有直接焊接铝包钢的设备。传统双金属焊接，都是“先打磨表面铝层后焊接”，由于铝和钢熔点相差较大，焊接时低熔点的铝会渗入焊缝形成夹渣导致焊接强度变低。其次，在焊接夹紧过程中，线头两端易翘起错位，降低了焊接接触面积，焊接后强度损失大，扭转低，焊接效率低。
4.现有的焊接设备自动化程度低，线材的焊接多为操作工凭借经验来控制整个焊接过程，焊接参数的调试都需要手动控制，人为操作因素对焊接质量的影响很大，焊接强度波动程度在30％-60％，难以形成标准化作业。
5.目前编织用的铝包钢线焊接通常采用“先打磨铝包钢表面铝层再用钢丝焊接焊接”的方法，该方法焊接操作麻烦，焊接强度低，焊点易断线。同时国内也有厂家采用垂直交叉焊接的理论方法用于铝包钢线。新余新钢金属制品有限公司申请的专利(cn202110731761.4)对铝包钢丝进行垂直交叉焊接的进行了研究，主要是为了保护焊接交叉接触区域的铝层被溶解，失去防腐作用，并未解决双金属焊接的对中、效率提升、强度提升、标准化等难题。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种铝包钢丝自动化对焊装置，以在一定程度上解决现有技术中存在的双金属焊接的对齐困难、效率低、强度低、标准低等难题。本技术利用“挤压式焊接”对铝包钢丝进行焊接，无需打磨表面的铝层，操作简单，设计了t型夹具，改善焊接单丝的包裹性，增设了自动对齐校直装置与识别检测装置联动，保证了焊接钢丝的同心度。采用微电脑自动化控制焊接过程，提高焊接成功率，焊接强度达到90％以上。
7.根据本技术提供的一种铝包钢丝自动化对焊装置，包括：一种铝包钢丝自动化对焊装置，包括：打磨装置、校直装置、第一焊接退火夹具、第二焊接退火夹具、识别检测装置、自动对齐装置，焊接电源；所述第一焊接退火夹具、第二焊接退火夹具分别设置在所述对焊装置的左右两侧，所述自动对齐装置、校直装置均有两套且分别在所述对焊装置的左右两侧对称设置，所述识别检测装置设置在所述对焊装置的中心位置，在水平方向，由外至内分别设置有校直装置、自动对齐装置、焊接退火夹具；焊接电源对两段铝包钢丝对齐夹紧后提供焊接电流。
8.优选地，第一焊接退火夹具的夹具座可滑动，第二焊接退火夹具的夹具座为固定
设置。
9.优选地，第一焊接退火夹具、第二焊接退火夹具由所述的识别检测装置、自动对齐装置进行上下微调使左右两侧的所述铝包钢丝对齐。
10.优选地，第一焊接退火夹具、第二焊接退火夹具上设置有夹持槽，所述的夹持槽为梯形槽。
11.优选地，所述的梯形槽为包裹式夹持。
12.优选地，所述的梯形槽的孔径大小依次为1.9mm、2.1mm、2.3mm、 2.5mm、2.7mm、2.9mm。
13.优选地，所述校直装置可选择为校直轮。
14.优选地，所述打磨装置用于焊接后焊点的打磨。
15.优选地，焊接后设置有退火阶段，且焊接温度、焊接时间、退火温度、退火时间均由微电脑控制，电源与所述微电脑电连接，所述微电脑通过变压器控制输出功率大小。
16.优选地，直径1.9mm、20％导电率的铝包钢丝，其焊接参数选择为：焊接电流30安培、焊接间隔时间8秒、焊接夹退火电流20安培、焊接夹退火时间2秒、退火电流5安培、退火时间15秒、退火保温电流5秒、退火保温时间4秒。
17.本实用新型的有益效果是：
18.(1)铝包钢焊接方法采用水平对焊的方式，利用自动对齐装置、校直装置、识别检测装置将铝包钢丝两端焊接头置于同一平面上，增加焊接接触表面积。
19.(2)将传统v型卡槽改进为上下“梯形槽”，增强对钢丝的包裹性，便于对齐。
20.(3)无需打磨表面的铝层，采用“挤压式焊接”方法，将表面的铝层挤压出来，避免焊接时铝层熔入焊缝，造成抗拉强度降低。
21.(4)研究不同规格的铝包钢焊接参数，将焊接电流、焊接时间、退火电流、退火时间、保温电流、保温时间等最佳参数写入微电脑，通过微电脑实现焊接自动化控制。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本技术实施例提供的铝包钢丝自动化对焊装置的正视图；
24.图2为本技术实施例提供的铝包钢丝自动化对焊装置的侧视图；
25.图3为本技术实施例提供的铝包钢丝自动化对焊装置的电控制方框图；
26.图4为本技术实施例提供的铝包钢丝自动化对焊装置的焊接功率变化图；
27.附图标记：1-打磨装置；2-校直装置；3-第一焊接退火夹具；4
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第二焊接退火夹具；5-自动对齐装置；6-第二焊接退火夹具。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
29.通常在此处附图中描述和显示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。
30.基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
31.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
33.下面参照图1至图4描述根据本技术所述的一种铝包钢丝自动化对焊装置。
34.参见图1至图4所示，根据本技术提供的一种铝包钢丝自动化对焊装置，包括：一种铝包钢丝自动化对焊装置，包括：打磨装置、校直装置、第一焊接退火夹具、第二焊接退火夹具、识别检测装置、自动对齐装置，焊接电源；所述第一焊接退火夹具、第二焊接退火夹具分别设置在所述对焊装置的左右两侧，所述自动对齐装置、校直装置均有两套且分别在所述对焊装置的左右两侧对称设置，所述识别检测装置设置在所述对焊装置的中心位置，在水平方向，由外至内分别设置有校直装置、自动对齐装置、焊接退火夹具；焊接电源对两段铝包钢丝对齐夹紧后提供焊接电流。
35.优选地，第一焊接退火夹具的夹具座可滑动，第二焊接退火夹具的夹具座为固定设置。
36.优选地，第一焊接退火夹具、第二焊接退火夹具由所述的识别检测装置、自动对齐装置进行上下微调使左右两侧的所述铝包钢丝对齐。
37.优选地，第一焊接退火夹具、第二焊接退火夹具上设置有夹持槽，所述的夹持槽为梯形槽。
38.优选地，所述的梯形槽为包裹式夹持。
39.优选地，所述的梯形槽的孔径大小依次为1.9mm、2.1mm、2.3mm、 2.5mm、2.7mm、2.9mm。
40.优选地，所述校直装置可选择为校直轮。
41.优选地，所述打磨装置用于焊接后焊点的打磨。
42.优选地，焊接后设置有退火阶段，且焊接温度、焊接时间、退火温度、退火时间均由微电脑控制，电源与所述微电脑电连接，所述微电脑通过变压器控制输出功率大小。
43.优选地，直径1.9mm、20％导电率的铝包钢丝，其焊接参数选择为：焊接电流30安培、焊接间隔时间8秒、焊接夹退火电流20安培、焊接夹退火时间2秒、退火电流5安培、退火时间15秒、退火保温电流5秒、退火保温时间4秒。
44.铝包钢丝自动化对焊装置工作原理：
45.分别取两段铝包钢丝，通过校直轮进入自动对齐装置，到达焊接退火夹具的夹持处，由识别检测装置与自动对齐装置进行上下微调钢丝对齐，钢丝对齐后，焊接退火夹具把钢丝夹紧，为焊接做好准备。
46.焊接退火夹具夹紧钢丝后对铝包钢丝进行加热，施加一个焊接电流，由于铝的熔点低于钢的熔点，因此铝层首先溶解，此时钢丝处于熔融状态，对第一焊接退火夹具施加压力，滑动其夹具座向着固定的第二焊接退火夹具的夹具座移动并挤压钢丝，在挤压出熔融钢的同时，也将铝层挤压出来，焊点处便形成了完整的钢丝组织，两个夹具座合在一起，使得两段铝包钢丝对焊接在一起完成焊接。同时切断焊接电流，焊接阶段结束，此过程中钢丝一直处于加热状态，该段时间称为焊接时间。
47.一段冷却时间后在焊点处施加另外一个退火温度，该温度缓慢升温来加热钢丝，升高到指定温度后保温一段时间，该段时间称为退火时间，之后切断电流。钢丝以适宜的速度进行冷却，此为退火阶段，该阶段的目标是降低焊点硬度与残余应力。
48.上述焊接温度、焊接时间、退火温度、退火时间均由微电脑控制，附图3为电控制方框图：电源与微电脑电连接，微电脑通过变压器控制输出功率大小。
49.自动对齐装置和识别检测装置进行联动，在钢丝进入到夹具夹持位置中，进行识别检测，如果两根钢丝没有对齐，则由识别检测装置发出信号进行反馈调节，由自动对齐装置进行上下微调，将两端钢丝对齐。
50.第一、第二焊接退火夹具从左到右设置不同的孔径大小，同时采用梯形槽“包裹式”夹持，如附图2所示。从右到左的孔径大小依次事1.9mm、2.1mm、2.3mm、2.5mm、2.7mm、2.9mm。同时两个自动校直装置与焊接参数联动，当选择焊接参数后，两个自动校直装置进行前后收缩与第一、第二焊接退火夹具的孔径相对。
51.通过进行试验确认具体的焊接参数，以20％的导电率，直径1.9mm 的铝包钢单丝为例，其焊接过程中，焊接功率的变化如附图4所示，其焊接参数分别为：焊接电流30安培、焊接间隔时间8秒、焊接夹退火电流20安培、焊接夹退火时间2秒、退火电流5安培、退火时间15秒、退火保温电流5秒、退火保温时间4秒。
52.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围。