[发明专利]一种焊接发尘率测试装置及方法

说明书

本发明涉及了一种焊接发尘率测试装置及方法，包括焊接发尘率测试过程中的数据采集系统和过程控制系统两部分，其组成部件包括工控机、数据采集卡、运动控制卡、电流传感器、电压传感器、继电器、送丝机、步进电机及驱动器、十字滑台等组成部件。该系统提高了焊接发尘率测试过程中工艺参数数据测量精度和焊接时间计时精度，提高了测试过程中的焊接工艺稳定性，测试过程实现了自动化测量和控制，极大简化了测试操作方法。

技术领域

本发明涉及一种用于焊接工艺性研究的数据采集和控制系统，特别是涉及一种焊接发尘率测试装置及方法。

背景技术

焊接过程中，特别是电弧焊过程中产生的焊接烟尘是主要的污染物之一，长时间处于高浓度的焊接烟尘环境会对焊接操作人员的身体健康造成极大危害。空气中焊接烟尘浓度的大小与焊接发尘率指标密切相关，因此通过降低焊接的发尘率来减少空气中焊接烟尘浓度，是改善焊接工作环境的重要途径。

对于熔化极气体保护焊，影响焊接发尘率的因素多达13项，为了深入研究和分析焊接电流、焊接电压、焊接速度等工艺因素对焊接发尘率影响规律，需要对这些工艺参数进行准确的检测，同时为了提高焊接发尘率的测量精度，保证焊接过程工艺的稳定性，减少人为因素的干扰极为关键，采用自动化的测量和控制方法无疑是提高测量准确性的必然选择。现有的技术或标准主要集中于焊接烟尘采集系统腔体结构方面，侧重于如何采集烟尘，而对于焊接烟尘采集过程的自动化数据采集和控制技术还尚未成熟。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种熔化极气体保护焊焊接发尘率测试的数据采集和自动控制方法，提高测试过程中工艺参数数据采集精度和焊接时间计时精度，提高测试过程中的焊接工艺稳定性，以确保焊接发尘率测量数据的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明的焊接发尘率测试的数据采集和自动控制系统通过下述技术方案来实现：

一种焊接发尘率测试装置，其特征在于，包括依次连接的

数据采集系统：实时采集焊接电流、焊接电压和记录焊接时间。通过将焊接发尘率测试过程中的电流传感器和电压传感器模拟量信号输入数据采集卡的模拟信号输入端，对信号进行模数转换，并同时对焊接电弧从引弧到熄弧的过程进行计时。最终记录和保存焊接发尘率测试的焊接电流、焊接电压和焊接时间数据。

过程控制系统：控制机械泵及电磁气阀的启动和停止、焊枪送丝的启动和停止以及电动十字滑台的控制。机械泵及电磁气阀和焊枪送丝的控制均通过运动控制卡的数字信号输出端口，控制继电器的通断来实现；电动十字滑台的运动控制，需要同时对两个步进电机的转速分别进行控制，通过运动控制卡的步进电机控制信号输出端对步进电机的转速实时控制，从而调节焊接速度。

在上述的一种焊接发尘率测试装置，

数据采集系统包括数据采集卡以及同时与数据采集卡连接的电流传感器和电压传感器；

过程控制系统包括工控机、与工控机连接的运动控制卡；送丝机、机械泵以及电磁气阀分别通过继电器与运动控制卡连接，配接有十字滑台步进电机及驱动器与运动控制卡连接。

一种焊接发尘率测试方法，其特征在于：包括

步骤1、启动机械泵；

步骤2、启动电磁气阀，并开始第一次计时；

步骤3、启动送丝，焊丝送进，第一次计时结束，第一次计时时间0～120s范围可调节；同时开启焊接电流和焊接电压的数据采集；

步骤4、引弧，开始第二次计时；

步骤5、驱动步进电机，移动焊接试板，此时焊枪位置固定；

步骤6、停止电动十字滑台；

步骤7、停止送丝，熄弧，第二次计时结束；记录焊接时间；