[发明专利]一种电弧热-力参数的同步测量系统

说明书

本发明公开了一种电弧热‑力参数的同步测量系统，包括电弧燃烧系统、定位装置和数据采集系统；电弧燃烧系统包括焊机、焊枪和阳极结构；定位装置包括工作架、设置在工作架上用于水平移动阳极结构的水平调节装置和设置在工作架上的用于调节焊枪的垂直位置的垂直调节装置；数据采集系统包括计算机、数据采集卡、温度调理模块、电压模块、霍尔传感器和压力传感器。本发明可以对焊接电弧热‑力参数同时进行测量，获得同一焊接条件的热‑力参数，实现对电弧热‑力行为的同步表征，避免了传统的同一焊接条件下的多次测量，同时提高了对相同焊接条件下的电弧热‑力参数的表征精度。

技术领域

本发明涉及焊接电弧测试技术领域，具体涉及一种电弧热-力参数的同步测量系统。

背景技术

焊接电弧是一种应用非常广泛的焊接热源，热效率和电弧力是表征电弧特性非常重要的参数。电弧热表征母材吸收电弧热的比例，是决定焊接热输入的一个重要参数，电弧力对焊接熔池的产生压迫作用，使熔池表面产生下凹变形，对焊缝成形，尤其是高速焊接的焊缝成形具有显著的作用，是在高速焊接时产生咬边和驼峰等焊接缺陷的关键因素之一。因此，这些参数的测量对于焊接电弧和焊缝成形的控制，以获得高质量的焊接接头具有重要的参考价值和实际意义。

一直以来，众多的研究者采用不同的测量系统对相关参数进行了测量。但是，传统的测量方法大多针对某一参数进行，对多种参数采用不同的测量系统，因而不能同步测量其中的多个参数，这种非同步的测量需要分多次燃烧电弧，即使在同一个设定的焊接条件下，也很难保证所针对的焊接电弧完全一致。目前，有一些测量方法可以同时获得电弧的电流和压力的分布参数，但是对电弧热和力的参数进行同步测量的方法还有待开发。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种电弧热-力参数的同步测量系统，可以同时对焊接的电弧热-力参数进行测量，获得同一焊接条件的电弧热-力参数，实现对电弧热-力行为的同步表征，避免了传统的同一焊接条件下的多次测量，同时提高了对相同焊接条件下的电弧热-力参数的表征精度。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种电弧热-力参数的同步测量系统包括电弧燃烧系统、定位装置和数据采集系统；

所述电弧燃烧系统包括焊机、焊枪和阳极结构，所述焊机的电源的负极与所述焊枪相连、正极与所述阳极结构相连；

所述定位装置包括工作架、设置在所述工作架上用于水平移动所述阳极结构的水平调节装置和设置在所述工作架上的用于调节所述焊枪的垂直位置的垂直调节装置，所述水平调节装置包括左右调节机构和前后调节机构，所述垂直调节装置包括设置在所述工作架上的主调机构、设置在所述主调机构的顶部的横梁和设置所述横梁的另一端的微调机构和设置在所述微调机构下端的用于夹紧所述焊枪的夹紧机构；

所述数据采集系统包括计算机、数据采集卡、温度调理模块、电压模块、霍尔传感器和压力传感器；所述计算机与所述数据采集卡的输出端相连，所述数据采集卡的输入端分别与温度调理模块、电压模块、霍尔传感器和压力传感器相连；所述温度调理模块的两个输入端分别与设置在所述水冷箱的进口处的第一热电偶和设置在所述水冷箱的出口处的第二热电偶相连，所述电压模块的两个输入端分别与所述焊机的焊枪和阳极板相连，所述霍尔传感器套装在连接焊机的电源的正极与阳极板间的正极电线上，所述压力传感器的输入端通过管路与设置在所述阳极结构上的压力测试孔相连。

进一步，所述阳极结构包括上端开口的水冷箱和设置在所述水冷箱的上端开口处的阳极板，所述水冷箱和阳极板间设置支撑柱，所述支撑柱上设置有贯穿水冷箱与阳极板的所述压力测试孔；所述阳极板的下端设置有多个伸入水冷箱的内腔的散热翅片。

进一步，所述压力测试孔的直径为0.4 ～0.8 mm，所述压力测试孔的下端设置有便于密封连接管路的内螺纹孔。