全位置手工焊接線能量在線檢測技術研究

陳志遠　傅強　朱雅瓊　吳一飛

摘要：針對手工焊接過程中焊接線能量無法實時、準確測量的問題，提出了一種線能量在線檢測方法。設計了具有一定柔性的弧光捕捉機構，可以適應全位置手工焊接中不同的焊道。重點研究由弧光信號向電信號的轉換技術，進而搭建以STM32單片機為控制核心的信號處理系統，完成焊接線能量數字量的實時顯示。焊接試驗表明，該方法實時性好，且檢測精度滿足要求。

關鍵詞：焊接線能量;全位置焊接;在線檢測;STM32單片機

中圖分類號：TG434文獻標志碼：A文章編號：1001-2303（2020）03-0024-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.03.04

0 前言

焊接線能量是影響焊接接頭性能的重要因素之一。若焊接線能量過大，熱影響區過寬，導致焊接接頭的韌性下降;若焊接線能量過小，焊接接頭的冷卻速度增快，易形成冷裂紋[1]。因此，對焊接線能量進行實時監測有利于焊接操作人員設置合適的焊接參數，進而提高焊接質量。

由焊接線能量公式Q=UI/v可知，焊接線能量與電弧電壓、焊接電流以及焊接速度有關[2]。其中電弧電壓和焊接電流可以通過霍爾傳感器測得，而焊接速度的測量則較為困難。對于全自動焊接，焊接速度通過編碼器測得，對于傳統的手工焊接，并沒有專門的傳感器能夠直接檢測其焊接速度;目前常用焊縫總長度除以總的焊接時間來粗略估計焊接速度。這種測量方法不僅精度低，而且不能實時獲得焊接速度，缺點明顯。有研究者采用在焊槍上裝滾輪的方法將焊接速度轉化為滾輪轉速，之后通過測速儀顯示出來[3]。……