[发明专利]一种实时测量螺柱焊过程中偏弧的方法

说明书

本发明公开了一种实时测量螺柱焊过程中偏弧的方法，具体包括以下步骤：首先启动偏弧检测传感器，传感装置由上接收石墨板、下接受石墨板和中间绝缘分隔带组成，拉弧时通过上接受石墨板的圆环形采集缝收集数据；绝缘分隔带将下接收石墨板的采集区域等分成8等份，当喷射的电弧扫过环形采集缝时，透过上接收石墨板的电流被被下接收石墨板接收，并将电流值通过分流器转换成电压信号再被V/F变换器进行处理，从而实现对电弧电流采集这一过程；最后，将各区域的输出信号上传至控制协调计算机，得到各个区域的电流密度，以上区域中的未检测出电流密度即为发生偏弧区域；本发明的测量螺柱焊过程中偏弧方法具有操作简单、工作效率高、工艺稳定等优点。

技术领域

本发明涉及一种实时测量螺柱焊过程中偏弧的方法，属于焊接检测领域。

背景技术

螺柱焊是一种将螺状或者柱状的金属焊接在金属板材表面的焊接方法。其基本原理是：依靠焊枪头部气爪将螺柱顶端放在待焊钢板平面上，产生预焊电流，再提升螺柱，使得螺柱和钢板之间产生电弧，使接触部位局部熔化形成熔池，最后以一定速度将螺柱压进熔池，待液态金属冷却，实现螺柱与钢板之间的冶金结合。广泛应用于汽车制造、造船、机车、航空、医疗器械、锅炉、化工设备等行业。一般传统采用的是螺纹紧固的方法，但这种方法需要在母材上开螺纹，造成实际在大型工件的加工过程中难以加工，且对于密封性要求高的工件，传统加工螺纹的方法难以满足工件的使用要求。螺柱焊作为一种熔焊方法，比较于传统的螺柱加工，具有节省时间和材料的特点，且不用在板件表面开孔，对于在一些要求密封性比较高的设备当中，螺柱焊焊接可有效避免泄露事故的发生。螺柱焊接的实际焊接时间从储能焊的2ms到拉弧焊接的3min，说明螺柱焊是一种精确、稳定，而且连接成本低、效率高的焊接方法。

偏弧检测装置由上接收石墨板14、一道环形采集缝20、外壁18和内壁19固定的下接受石墨板17、绝缘分隔带21、引弧孔4、AD574A逐次比较型A/D转换器外接阻容件构成的采集电路、放大器、V/F变换器、微处理器、电机、传动丝杆、调制解调器等部分组成。采集过程如下，由分流器转将电流转换成电压信号，进过放大器的处理后，进入V/F变换器，在完成模拟量到数字量的转换，微处理器将V/F变换器的输出信号暂时存储在存储器中，最后调制解调器将实时测量结果传送到计算机。

目前，在使用大直径的螺柱进行螺柱焊时偏弧是导致缺陷产生的主要原因，偏弧主要会导致以下焊接缺陷：在螺柱焊过程中，若在拉弧过程中出现明显的偏弧现象，将会导致电弧燃烧不稳定，不能够完全的燃烧螺柱端面，造成螺柱熔化不均匀，焊接熔池形成不均匀，熔池凝固以后严重影响焊接接头的静态力学性能，最后导致螺柱歪斜，焊接接头不能达到预期的外观效果变为只按照一侧浸入母材或者焊缝不能完全的闭合。在焊接过程当中焊接接头容易产生气孔和热裂纹，焊接结束以后焊接应力集中，极易产生硬脆相，焊接接头产生冷裂纹，严重影响焊接接头的冲击韧性和动态力学性能。

发明内容

本发明目的在于提供了一种实时测量螺柱焊过程中偏弧的方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种实时测量螺柱焊过程中偏弧的方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤1、将偏弧检测传感器3安装于变位工作台1上；

步骤2、启动自动螺柱焊控制器6与偏弧检测传感器3，传感装置由上接收石墨板14、下接受石墨板17和中间绝缘分隔带21组成，拉弧时通过上接受石墨板14的圆环形采集缝20收集数据；

步骤3、绝缘分隔带21将下接收石墨板17的采集区域等分成8等份记为A1、A2、A3、…、A8，当喷射的电弧扫过环形采集缝20时，透过上接收石墨板14的电流被下接收石墨板接收17，并将电流值通过分流器11转换成电压信号再被V/F变换器12进行处理；