一种用于测量焊丝的焊接稳定性的系统及方法与流程

本发明涉及测量装置，主要是一种用于测量焊丝的焊接稳定性的系统及方法。

背景技术：

1、在气保焊焊接过程中，焊丝的焊丝稳定性直接影响焊接电弧的稳定性，电弧的不稳定将导致焊缝的成型和焊接缺陷，所以稳定的送丝是保证稳定焊接的前提条件。

2、影响送丝稳定性的因素是多种多样的，包括焊丝表面清洁度、直径均匀性、粗糙度、硬度、化学成分等焊丝因素，也有送丝机稳定性、送丝管的长度等非焊丝因素。而焊丝本身送丝稳定性是关键因素，也是焊丝厂家、用户重点关心指标。

3、焊接过程中焊丝的阻力和送丝速度、电流、电压等参数稳定性是体现送丝稳定性的最直观指标，但是测量比较困难，主要难点体现在模拟实际焊接场景不易、将送丝阻力单独测量不易。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种用于测量焊丝的焊接稳定性的系统及方法。

2、本发明的目的是通过如下技术方案来完成的。一种用于测量焊丝的焊接稳定性的系统，包括框架、送丝盘、焊丝、送丝机、力传导杆、支柱、力传感器、焊枪导电嘴和焊接电源，所述框架上固定连接有支柱和焊丝导向装置，支柱上固定连接有力传感器，力传导杆的一端固定连接在送丝机的右侧壁上，力传导杆的另一端抵接在力传感器上；送丝盘上的焊丝沿水平方向送入送丝机的送丝辊轮中，穿过送丝辊轮的焊丝通过焊丝导向装置后再与焊枪导电嘴相连接；所述焊丝导向装置和焊枪导电嘴之间的焊丝外套装有送丝管，在靠近送丝机的位置设有测速仪a，用于测量焊丝刚出送丝机的速度，靠近焊枪导电嘴的位置设有测速仪b，用于测量末端焊丝速度；所述焊接电源和工件之间连接有电参数测量仪。

3、更进一步的，所述的送丝机为绳浮结构，所述的送丝机为绳浮结构，送丝机通过绳子悬挂在框架上。

4、更进一步的，所述送丝管在靠近送丝机的速度测量点位置开口裸露出焊丝，并设有一组与焊丝配合的滚轮a，测速仪a测量滚轮a的转速；所述送丝管在靠近焊枪导电嘴的速度测量点位置开口裸露出焊丝，并设有一组与焊丝配合的滚轮b，测速仪a测量滚轮b的转速。

5、本发明同时提供了一种用于测量焊丝的焊接稳定性的方法，包括步骤如下：在同一段时间内，计算测速仪a和测速仪b测出的速度差，算出速度差的标准差；计算电流i的标准差；计算送丝阻力的平均值，计算送丝阻力的标准差，并通过加权计算获得焊接稳定性s。

6、更进一步的，具体步骤如下：

7、1、在同一时间点上i，焊丝的速度差vi；vi＝vi1-vi2；其中，vi1:在i时间上，测速仪a测量的焊丝速度；vi2:在i时间上，测速仪b测量的焊丝速度；

8、计算出焊丝的速度差的标准差vσ；

9、

10、其中，n:在一段时间内的采集点的数量；在这段时间的平均速度；

11、2、计算电流的标准差iσ：

12、

13、其中，n:在一段时间内的采集点的数量；ii:在i这个时间点的电流；在这段时间的平均电流；

14、3、计算送丝阻力的平均值

15、

16、其中，n:在一段时间内的采集点的数量；fi:在i这个时间点的阻力；

17、4、计算送丝阻力的标准差fσ：

18、

19、其中，n:在一段时间内的采集点的数量；fi:在i这个时间点的送丝；在这段时间的平均送丝阻力；

20、5、计算焊接稳定性s：

21、

22、其中，ω1、ω2、ω3、ω4:分别是焊丝速度差波动、电流波动、送丝平均阻力、送丝阻力波动对焊接稳定性的影响权重。

23、本发明的有益效果为：

24、1、送丝机采用绳浮结构，解决了在实际焊接过程中测量送丝阻力的难题，采用实际焊接过程中测量可以体现测量值具有现实指导意义，将送丝机与其他结构充分分离，测量值接近真实的送丝阻力。

25、2、本发明意在解决焊丝在实际焊接过程中定量分析焊接稳定性，采用实际焊接过程中测量可以体现测量值具有现实指导意义，将送丝阻力、电流波动、电压波动、送丝速度波动等综合起来评价焊丝的焊接稳定性，提供了一个可行且可丈量的指标，为提高焊丝的内在质量奠定基础。

技术特征：

1.一种用于测量焊丝的焊接稳定性的系统，其特征在于：包括框架(1)、送丝盘(2)、焊丝(4)、送丝机(5)、力传导杆(6)、支柱(14)、力传感器(7)、焊枪导电嘴(9)和焊接电源(10)，所述框架(1)上固定连接有支柱(14)和焊丝导向装置(8)，支柱(14)上固定连接有力传感器(7)，力传导杆(6)的一端固定连接在送丝机(5)的右侧壁上，力传导杆(6)的另一端抵接在力传感器(7)上；送丝盘(2)上的焊丝(4)沿水平方向送入送丝机(5)的送丝辊轮(12)中，穿过送丝辊轮(12)的焊丝(4)通过焊丝导向装置(8)后再与焊枪导电嘴(9)相连接；所述焊丝导向装置(8)和焊枪导电嘴(9)之间的焊丝(4)外套装有送丝管(16)，在靠近送丝机(5)的位置设有测速仪a(3)，用于测量焊丝刚出送丝机的速度，靠近焊枪导电嘴(9)的位置设有测速仪b(13)，用于测量末端焊丝速度；所述焊接电源(10)和工件(11)之间连接有电参数测量仪(17)。

2.根据权利要求1所述的用于测量焊丝的焊接稳定性的系统，其特征在于：所述的送丝机(5)为绳浮结构，所述的送丝机(5)为绳浮结构，送丝机(5)通过绳子(15)悬挂在框架(1)上。

3.根据权利要求2所述的用于测量焊丝的焊接稳定性的系统，其特征在于：所述送丝管(16)在靠近送丝机(5)的速度测量点位置开口裸露出焊丝(4)，并设有一组与焊丝(4)配合的滚轮a(18)，测速仪a(3)测量滚轮a(18)的转速；所述送丝管(16)在靠近焊枪导电嘴(9)的速度测量点位置开口裸露出焊丝(4)，并设有一组与焊丝(4)配合的滚轮b(19)，测速仪a(3)测量滚轮b(19)的转速。

4.一种采用如权利要求1所述用于测量焊丝的焊接稳定性的系统的方法，其特征在于：包括步骤如下：在同一段时间内，计算测速仪a和测速仪b测出的速度差，算出速度差的标准差；计算电流i的标准差；计算送丝阻力的平均值，计算送丝阻力的标准差，并通过加权计算获得焊接稳定性s。

5.根据权利要求4所述的测量焊丝的焊接稳定性的方法，其特征在于：步骤如下：

技术总结
本发明提供了一种用于测量焊丝的焊接稳定性的系统及方法，包括框架、送丝盘、焊丝、送丝机、力传导杆、支柱、力传感器、焊枪导电嘴和焊接电源，框架上连接有支柱和焊丝导向装置，支柱上连接有力传感器，力传导杆的一端连接在送丝机的右侧壁上，力传导杆的另一端抵接在力传感器上；在靠近送丝机的位置设有测速仪A，靠近焊枪导电嘴的位置设有测速仪B，焊接电源和工件之间连接有电参数测量仪。本发明的有益效果为：本发明采用实际焊接过程中测量可以体现测量值具有现实指导意义，将送丝阻力、电流波动、电压波动、送丝速度波动等综合起来评价焊丝的焊接稳定性，提供了一个可行且可丈量的指标，为提高焊丝的内在质量奠定基础。

技术研发人员：张亚奇,郭枭
受保护的技术使用者：中达科技（浙江）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13