電池制造工藝中焊接技術的研究
http://www.dcyhziu.cn 2007/6/13 源自:互聯網 【字體：
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電池制造工藝中焊接技術的研究——房恩生摘要 介紹了由微機和監視技術組成的監控裝置在自動激活一次鋅氧化銀電池制造工藝中氟弧焊接技術上的應用，著重闡述該系統中的監控裝置、焊接裝置及1/O接口控制電路。結果表明，應用該項技術可以滿定不同規格不銹鋼材料的氛弧焊接，已成功應用于某型一次鋅氧化根電池的生產焊接工序中。關鍵詞 鋅氧化銀電池，氬弧焊接，監控分類號 TM 911． 16 某型自動激活一次鋅氧化銀電池組是采用不銹鋼材料做殼體，每組電池焊接工序多達十幾道，因此焊接質量直接影響著電池組的質量。隨著科技的發展與進步，特別是環保意識的增強，人們希望遠離焊接現場，實現人機分離，把焊接工藝由手工焊接提高到自動化水平上，因此需要研制安全、無害、高質量的自動焊機。 應用電視和攝像組成的監視裝置及微機技術監控焊接現場，控制氬弧焊接的熔深和調整焊接軌道的偏差，實現電池制造工藝中的焊接自動化。
1實驗 氬弧焊接過程控制系統原理圖如圖1所示，主要由焊接裝置，I／O接口控制電路和監控裝置組成。
1.1監控裝置研制 監控裝置由工業電視、攝像機、對講機和X－Y拖板控制電路組成，工作人員在操作間利用監控裝置監視和調整焊件焊接的全過程。圖2為X－Y拖板控制電路的框圖。 它采用步進電機來調整焊炬與焊件之間的位置及軌道偏離誤差。選用BF1840 75型步進電機接成三相雙拍分配器的工作方式，由于步進電機線圈是感性負載，在通斷過程中會產生很大的過電壓，故在電路中加限流電阻和續流二極管起保護作用。信號源選用555集成電路組成多諧震蕩器。環形分配器由分離元件組成三穩態電路，三穩態電路由三個反向器通過電位門耦合，組成觸發電路，如圖3所示。功率放大電路采用二級放大，放大電流倍數由步進電機的相電流與環形分配器的負載能力決定。
1.2焊接裝置研制 焊接裝置包括焊接電源、高頻起弧器和焊接通轉臺三部分。控制焊接過程（弧焊）的主要參數是焊接電流和焊接速度（線速度）。焊接電源是采用大功率晶體管來提供焊接電流的，工作方式有脈沖和恒流，最大工作電流可達200 A，工作過程的各種動作由工作人員在操作可用微機控制。高頻起弧器是依靠高壓擊穿電弧間隙來引燃電弧，然后再切斷高頻引弧電壓的裝置。高頻起弧器串聯在焊接電源中，為了防止高頻率入焊接回路，使高頻不必通過阻抗大的焊接變壓器，提高引弧效果，在電路中并聯兩個旁路電容。高頻起弧器控制電路如圖 4所示。焊接迦轉臺控制器用來控制焊什卡盤的正轉運動和反轉運動及轉速，轉速是靠電阻分檔來調節。
1.3I/0接日控制電路研制 為氬弧焊機配制的微機，它的電控部分選用MI一CRO 84可編程序控制器，由主機、編程器及模塊組成。使用可記憶的存貯器來存放指令，執行諸如邏輯、頁序、計時、記數等功能。通過模塊以控制各種工作機或工藝流程，它的抗干擾能力很強。選用B 354－001偷出模塊，將微機的邏輯信號轉換成若干個獨立的電玉輸出，控制氬弧焊機上的電磁閥線圈。編程時，首先根據工藝要求編制用戶流程圖，然后把它轉化成梯形圖，并對梯形圖內各編程元件給予編號。把編制好的是序選人控制器，氦弧焊機就按照程序要求進行過程控制。氬弧焊接過程流程圖如圖5所示。
2 結果和討論 在焊接技術中，焊口的熔深與焊接電流和焊接移力線速度有關。考察焊件質量的技術指標是焊接強度獎大于80％本體強度。選用與不銹鋼電池組外殼同等規格的焊件做試驗，為了使焊接強度＞ 80％的本體強度，對各種不同焊件的焊接工藝參數逐一進行了研究，經試驗得到了焊接不銹鋼不同厚度的最優焊接電流和焊接移動線速度，以此確定的優化焊接參數，對與不銹鋼電池組外殼同等規格的焊件進行焊接，并作了焊件的破壞性技力試驗，其統計結果見表1。 從表1中可以看出，確定的焊接工藝規范完全達到了焊接強度的要求，該控制系統用在氬弧焊機上，已．經生產了多批電池組，性能穩定，質量可靠。
3 結論 利用微機控制氬弧焊接過程，同時應用工業監控裝置監視焊接現場，控制焊伯的熔深和調整焊接軌道偏差，解決了手工操作帶來的焊接質量難控制和不穩定的弊病。提高了焊接質量。焊接過程實現人機分離，基本上消除了氬弧焊接對人的傷害，提高了焊接技術的自動化水平。其微機控制技術可以應用在化學電源的其它領域，它的抗干擾性在工作條件惡劣的環境中更顯突出。
1實驗 氬弧焊接過程控制系統原理圖如圖1所示，主要由焊接裝置，I／O接口控制電路和監控裝置組成。
1.1監控裝置研制 監控裝置由工業電視、攝像機、對講機和X－Y拖板控制電路組成，工作人員在操作間利用監控裝置監視和調整焊件焊接的全過程。圖2為X－Y拖板控制電路的框圖。 它采用步進電機來調整焊炬與焊件之間的位置及軌道偏離誤差。選用BF1840 75型步進電機接成三相雙拍分配器的工作方式，由于步進電機線圈是感性負載，在通斷過程中會產生很大的過電壓，故在電路中加限流電阻和續流二極管起保護作用。信號源選用555集成電路組成多諧震蕩器。環形分配器由分離元件組成三穩態電路，三穩態電路由三個反向器通過電位門耦合，組成觸發電路，如圖3所示。功率放大電路采用二級放大，放大電流倍數由步進電機的相電流與環形分配器的負載能力決定。
1.2焊接裝置研制 焊接裝置包括焊接電源、高頻起弧器和焊接通轉臺三部分。控制焊接過程（弧焊）的主要參數是焊接電流和焊接速度（線速度）。焊接電源是采用大功率晶體管來提供焊接電流的，工作方式有脈沖和恒流，最大工作電流可達200 A，工作過程的各種動作由工作人員在操作可用微機控制。高頻起弧器是依靠高壓擊穿電弧間隙來引燃電弧，然后再切斷高頻引弧電壓的裝置。高頻起弧器串聯在焊接電源中，為了防止高頻率入焊接回路，使高頻不必通過阻抗大的焊接變壓器，提高引弧效果，在電路中并聯兩個旁路電容。高頻起弧器控制電路如圖 4所示。焊接迦轉臺控制器用來控制焊什卡盤的正轉運動和反轉運動及轉速，轉速是靠電阻分檔來調節。
1.3I/0接日控制電路研制 為氬弧焊機配制的微機，它的電控部分選用MI一CRO 84可編程序控制器，由主機、編程器及模塊組成。使用可記憶的存貯器來存放指令，執行諸如邏輯、頁序、計時、記數等功能。通過模塊以控制各種工作機或工藝流程，它的抗干擾能力很強。選用B 354－001偷出模塊，將微機的邏輯信號轉換成若干個獨立的電玉輸出，控制氬弧焊機上的電磁閥線圈。編程時，首先根據工藝要求編制用戶流程圖，然后把它轉化成梯形圖，并對梯形圖內各編程元件給予編號。把編制好的是序選人控制器，氦弧焊機就按照程序要求進行過程控制。氬弧焊接過程流程圖如圖5所示。
2 結果和討論 在焊接技術中，焊口的熔深與焊接電流和焊接移力線速度有關。考察焊件質量的技術指標是焊接強度獎大于80％本體強度。選用與不銹鋼電池組外殼同等規格的焊件做試驗，為了使焊接強度＞ 80％的本體強度，對各種不同焊件的焊接工藝參數逐一進行了研究，經試驗得到了焊接不銹鋼不同厚度的最優焊接電流和焊接移動線速度，以此確定的優化焊接參數，對與不銹鋼電池組外殼同等規格的焊件進行焊接，并作了焊件的破壞性技力試驗，其統計結果見表1。 從表1中可以看出，確定的焊接工藝規范完全達到了焊接強度的要求，該控制系統用在氬弧焊機上，已．經生產了多批電池組，性能穩定，質量可靠。
3 結論 利用微機控制氬弧焊接過程，同時應用工業監控裝置監視焊接現場，控制焊伯的熔深和調整焊接軌道偏差，解決了手工操作帶來的焊接質量難控制和不穩定的弊病。提高了焊接質量。焊接過程實現人機分離，基本上消除了氬弧焊接對人的傷害，提高了焊接技術的自動化水平。其微機控制技術可以應用在化學電源的其它領域，它的抗干擾性在工作條件惡劣的環境中更顯突出。
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