焊机数字化联网监控技术在焊接领域中的应用.doc

数字化网络监控系统在焊接领域中的应用 采用焊机数字化网络监控系统，打造网络化、集约化、智能化的焊接工厂，有利于提升焊 接质量和效率，降低焊接成本。通过焊接网络监控系统，控制焊接热输入量，可获得最优化的、一致 性好的焊接接头组织与性能：通过焊接网络监控系统，可以为精益化焊接生产、节能降耗提供依据。 关键词：网络监控系统焊接接头热输入控制降低成本 1前言 目前，在我国很多焊接行业中，部分已经采用专机或机器人自动化焊接，实行了智 能化管理，保证了焊接接头质量的稳定性和一致性，从而保证了焊接结构件的安全性和 可靠性；还有绝大部分焊接结构件仍然使用手工焊接和半自动化焊接完成，其焊接质量 主要依赖焊工的操作技能和执行工艺纪律的自觉性和责任心，焊接工艺规范的监控和焊 接质量及成本的管理还是比较粗放型的。如何实现焊接结构件的高品质化、高效率化、 低成木化的焊接，一直是焊接工艺技术攻关创新的课题。 为了保证焊接结构件的可靠性，焊接智能自动化监控系统、智能化焊机数据管理系 统应运而生。 2数字化网络监控系统可提高焊接品质 焊接制造主要向高性能、高强度材料的方向发展，进一步满足焊接构件轻量化要求， 同时又要提高抗冲击性能，对焊接接头机械性能的“强韧比”耍求越来越高。高强钢 (Q390/Q420/Q460/Q490/Q550/Q690/Q960Q1300 等)替代普通的 Q235/Q345 钢，防止高 强钢焊接组织过热脆化和焊接裂纹成为焊接工艺的技术课题。 图1为焊接热循环曲线。由图中可以看出，800°C—500QC的冷却时间，决定了焊缝、 熔合区、热影响区的组织和性能。自动化焊接和手工半自动焊接的工艺规范参数决定了 焊接接头的热循环特征，也决定了焊接热输入量。焊接热输入：单位长度焊缝所吸收的 热能量(即：焊接线能量)见公式1. 公式1.V-焊接速度(cm/min)焊接线能量 E=60*I*U/V (KJ/cm) - I--焊接电流(A) 公式1. V-焊接速度(cm/min) 图l焊接热循环特性曲线 图2为最佳焊接线能量确定曲线。由图中可以看出，焊接电流电压过大，焊接速度过慢， 会造成t8/5时间过大，焊接接头过热，结晶组织粗大脆化，抗冲击性能下降；焊接速度过快， 又造成t8/5时间过小，焊接接尖产生淬硬的马氏体组织，容易产生冷裂纹。 STE690银 MAG焊sID1520i ■ i26 STE690银 MAG焊 s ID 15 20 i ■ i 26 30 36 6 /mm <a 45 图2 最佳焊接线能量确定曲线 图3为连续冷却组织转变SH-CCT曲线。应用此曲线可以预测焊接热影响区的组织 性能和硬度，从而可以预测钢材在一定焊接条件下的淬硬倾向和产生冷裂纹的可能性， 同时也可以作为调节焊接线能量、改进焊接工艺的依据。如t8/5 = 36s，热影响区的组织 组成约为：10%铁素体+5%珠光体+85%W氏体；HV5硬度值为240。如果焊接规范偏小， 焊缝及热影响区冷却速度快，连续冷却组织转变曲线靠左侧，出现大量淬硬的马氏体组 织，HV5硬度偏高，初性偏低，冷裂纹的倾向增大，可能会导致焊缝接尖性能的严重下 降。 脚0O"g600400 脚0O"g 600 400 300 200 100 图3 Q345钢焊接SH—CCT曲线 自动化焊接可以较好地控制焊接热输入量，而手工半自动焊接的工艺规范参数难以 控制，焊工操作技能差异较大，有的用大电流高电压焊接，有的用小电流低电压焊接； 右的焊速快，奋的焊速慢；钢材焊接连续冷却曲线（SH—CCT图）差异较大，右的靠左, 有的靠右，造成焊接接头的组织成分差异较大；有的硬度较高，有的硬度较低；其机械 性能存在着严重的不一致性。将焊接电源的工艺规范参数由数字化网络实时监控，能有 效地显示每台焊机的二次输出参数，保证每台焊机工艺规范参数的一致性，获得最优化 的、一致性的焊接接头组织与性能。 阁4为焊接网络监控系统焊接规范参数的显示终端。 ft山歡FffBteK賢ITi法I 阳W9?”抄A 5件做^5 2)Mtt ^5 24 機 久:嫩tt 咏，找 2； ft山歡FffBteK賢ITi法 I 阳W 9?”抄A 5件做 ^5 2)Mtt ^5 24 機 久:嫩tt 咏，找 2；?tt 狄，狄 ;? :H5ftt :3対找 :J-WU 匀.:s^in ^5娜w :湘tt I ^F.MlCTtSWi^?! MtHO 4TMB4IX) 3)附)tf Jt5Q)粘I 1.2 ll? I f 1 鑭瞻 jlMWni 1 9 0 工(tvil Rt MfllZ MCE ;??C王 iixis 气c I zrf a o o i c ' fi CCS 19 爆霧 W-OTU TO K X ?雩 llh^XfU 2( a ??? w^