本發(fā)明涉及一種埋弧焊接技術(shù)，尤其涉及一種埋弧焊熔滴過渡圖像拍攝及電信號(hào)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

由于埋弧焊是一種電弧在焊劑層下燃燒進(jìn)行焊接的方法。常規(guī)焊接情況下，電弧不可見，但是電弧及熔滴過渡對(duì)于焊縫的成型有影響，所以直接觀察研究熔滴過渡和與其同步的電信號(hào)有重要意義，有利于改善成型。

由于電弧不可見，僅僅測(cè)得電信號(hào)，不能直接觀察熔滴過渡狀態(tài)，對(duì)于埋弧焊熔滴過渡圖像的拍攝并與電信號(hào)同步研究，缺乏相關(guān)的可行性的方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1.本發(fā)明的目的是提供一種埋弧焊熔滴過渡圖像拍攝及電信號(hào)采集系統(tǒng)。

2.本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3.本發(fā)明的埋弧焊熔滴過渡圖像拍攝及電信號(hào)采集系統(tǒng)，在埋弧焊焊縫上垂直放置一矩形橋洞狀薄鋼帶，其特征在于，軟管固定在行 走機(jī)床上并對(duì)準(zhǔn)“橋洞”，使氣流從矩形橋洞狀薄鋼帶通過，防止飛濺施焊過程中堵塞“橋洞”影響拍攝效果。

4.由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供埋弧焊熔滴過渡圖像拍攝及電信號(hào)采集系統(tǒng)，固定自動(dòng)添加焊劑式埋弧焊焊炬，工件放在行走機(jī)床上，將激光光源和高速攝像機(jī)置于埋弧焊焊炬的同側(cè)，氙燈背光源置于另一側(cè)，埋弧焊焊炬的焊絲末端同時(shí)位于高速攝像機(jī)、氙燈背光源的焦點(diǎn)位置。高速攝像機(jī)的鏡頭中心、所述焊絲末端、所述氙燈背光源中心三點(diǎn)同軸共線，激光光源對(duì)準(zhǔn)焊絲末端。高速攝像機(jī)的鏡頭采用微距鏡頭，連接有一定波長帶通濾光片，并連接有控制顯示裝置。配合電信號(hào)傳感器，使用電信號(hào)采集設(shè)備采集電流電壓信號(hào)，并與高速相機(jī)同步觸發(fā)采集。

5.選取0.3-0.5mm的薄鋼帶，將其加工成矩形橋洞形狀并垂直置于焊接方向。在相機(jī)一側(cè)，工作平臺(tái)上固定一通氣軟管，并使得氣流通過薄鋼帶橋洞。試驗(yàn)開始，打開背景光源和激光源，軟管通氣，工件行走，焊炬添加焊劑并起弧，當(dāng)焊炬接近橋洞形薄鋼帶時(shí)，同步觸發(fā)高速攝像和電信記錄儀分別記錄視頻和電流電壓信號(hào)，二者可同步。本方法適用于對(duì)埋弧焊焊接電源的研制以及電弧作用機(jī)理的研究。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

埋弧焊熔滴過渡圖像拍攝及電信號(hào)采集系統(tǒng)，其較佳的具體實(shí)施方式是：

1)固定自動(dòng)添加焊劑式埋弧焊焊炬，工件放在行走機(jī)床上，將 激光光源和高速攝像機(jī)置于埋弧焊焊炬的同側(cè)，氙燈背光源置于另一側(cè)，埋弧焊焊炬的焊絲末端同時(shí)位于高速攝像機(jī)、氙燈背光源的焦點(diǎn)位置。

2)高速攝像機(jī)的鏡頭中心、所述焊絲末端、所述氙燈背光源中心三點(diǎn)同軸共線，激光光源對(duì)準(zhǔn)焊絲末端。

3)高速攝像機(jī)的鏡頭采用微距鏡頭，連接有一定波長帶通濾光片，并連接有控制顯示裝置。

4)配合電信號(hào)傳感器，使用電信號(hào)采集設(shè)備采集電流電壓信號(hào)，并與高速相機(jī)同步觸發(fā)采集。

5)選取0.3-0.5mm的薄鋼帶，將其加工成矩形橋洞形狀并垂直置于焊接方向上。在相機(jī)一側(cè)，工作平臺(tái)上固定一通氣軟管，并使得氣流通過薄鋼帶橋洞。

對(duì)上述工藝步驟具體說明如下：

1)試驗(yàn)開始，打開背景光源和激光源，通過合理調(diào)節(jié)系統(tǒng)各部件，使控制顯示裝置出現(xiàn)清晰的圓形光斑及焊絲末端圖片。

2)軟管通氣，工件行走，焊炬添加焊劑并起弧，當(dāng)焊炬接近橋洞形狀薄鋼帶時(shí)，同步觸發(fā)高速攝像和電信記錄儀分別記錄視頻和電流電壓信號(hào)，二者可同步。

通過采用上述實(shí)施方案?？蛇_(dá)到以下技術(shù)效果：

1)本發(fā)明通過合理調(diào)節(jié)系統(tǒng)各部件，使焊接時(shí)可以清晰拍攝到埋弧焊熔滴過渡與電弧形態(tài)，滿足了觀察視野需求。

2)本方法適用于對(duì)埋弧焊焊接電源的研制、電弧作用機(jī)理以及熔滴過渡狀態(tài)與電信號(hào)之間規(guī)律對(duì)焊縫成型影響的研究。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供埋弧焊熔滴過渡圖像拍攝及電信號(hào)采集系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)裝置的主視圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供埋弧焊熔滴過渡圖像拍攝及電信號(hào)采集系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)裝置的側(cè)視圖；

圖3為加工成矩形橋洞狀的薄鋼帶，鋼帶寬度為l(30-40mm)，鋼帶寬度為l/2(15-20mm)，鋼帶厚度為d(0.3-0.5mm)，鋼帶表面鍍鋅層要打磨掉；

圖中有以下部分：激光光源、高速相機(jī)、濾光鏡、通氣軟管、夾具、噴嘴、焊劑、焊絲、矩形鋼帶、電弧、熔滴、工件、行走機(jī)床、聚焦透鏡、氙燈背光源、渣殼、焊縫。

具體實(shí)施方案

下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明：

1)如圖1所示，固定自動(dòng)添加焊劑式埋弧焊焊炬，工件放在行走機(jī)床上，將激光光源和高速攝像機(jī)置于埋弧焊焊炬的同側(cè)，氙燈背光源置于另一側(cè)，埋弧焊焊炬的焊絲末端同時(shí)位于高速攝像機(jī)、氙燈背光源的焦點(diǎn)位置；

2)高速攝像機(jī)的鏡頭采用微距鏡頭，連接波長為850nm的帶通 濾光片，并連接控制顯示裝置。

3)所述高速攝像機(jī)以及電信信號(hào)傳感器，分別將視頻信號(hào)與電信號(hào)傳輸?shù)絧c主機(jī)，二者可以同步，進(jìn)行焊接過程離線分析。

4)通過合理調(diào)節(jié)系統(tǒng)各部件，高速攝像機(jī)的鏡頭中心、所述焊絲末端、所述氙燈背光源中心三點(diǎn)同軸共線，激光光源對(duì)準(zhǔn)焊絲末端，使控制顯示裝置出現(xiàn)清晰的圓形光斑及焊絲末端圖片。將所述高速攝像機(jī)的幀速設(shè)定為10000幀/s，曝光時(shí)間設(shè)定為10μs。

5)將0.3-0.5mm矩形橋洞狀薄鋼帶，垂直置于焊接方向上。在相機(jī)一側(cè)，機(jī)床上固定一通氣軟管，并使得氣流通過薄鋼帶橋洞，防止飛濺堵塞，影響視頻拍攝。

6)焊炬不動(dòng)，工件隨機(jī)床行走，焊接電流500a，焊接電壓30v，干伸長30mm，機(jī)床行走速度為0.5m/min，此時(shí)熔滴過渡過程中，有爆斷及飛濺，熔滴依渣壁滑落進(jìn)熔池，配合電信號(hào)分析其規(guī)律。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但并不能因此理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明構(gòu)思的啟示下對(duì)本發(fā)明所做的任何變動(dòng)均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種埋弧焊熔滴過渡圖像拍攝及電信號(hào)采集系統(tǒng)，固定埋弧焊炬，工件放在移動(dòng)工作臺(tái)上，將激光光源和高速攝像機(jī)置于焊炬同側(cè)，氙燈背光源于另一側(cè)，焊絲末端位于相機(jī)、氙燈背光源的焦點(diǎn)處。相機(jī)鏡頭中心、焊絲末端、氙燈背光源中心三點(diǎn)共線，激光源對(duì)準(zhǔn)焊絲末端。相機(jī)采用微距鏡頭，連接帶通濾光片和控制顯示裝置采集圖像，配合電信號(hào)傳感器，同步采集電流電壓信號(hào)。選取0.3-0.5mm薄鋼帶，加工成矩形橋洞狀并垂直置于焊接方向。在相機(jī)側(cè)，工作臺(tái)上固定一通氣軟管，使氣流通過橋洞。試驗(yàn)開始，打開背景光源和激光源，軟管通氣，工件行走，焊炬添加焊劑并起弧，當(dāng)焊炬接近橋洞時(shí)，同步觸發(fā)高速攝像和電信號(hào)記錄儀記錄視頻和電流電壓信號(hào)。

技術(shù)研發(fā)人員：李晶;王銀柏;吳小波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海寧瑞奧金屬科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.03.17
技術(shù)公布日：2017.09.26