一种Ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法与流程

allin2025-04-29  65

本发明涉及焊接设备控制,具体为一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法。


背景技术:

1、塑料焊接通常是指用通过加热方法使两个塑料制件的接触面同时熔融,再通过压力使它们结合成个整体的连接方法。仅适用于热塑性塑料连接。常见的塑料焊接方式包括:热气焊接、热熔焊接、热工具焊接、电阻植入焊接、激光焊接、超声波焊接、感应加热焊接、摩擦焊接、溶剂焊接等。ⅳ型高压储氢瓶的塑料内胆一般由聚酰胺或高密度聚乙烯材料制成。由于产品特性限制,电阻植入焊接、摩擦焊接、溶剂焊接等不适用于本项目使用。受制于材料特性,热气焊接、激光焊接和超声波焊接焊接适用性小,无法满足生产要求。因此热工具焊接作为最常用简单热熔焊接方式成为了最理想的焊接方法。

2、热工具焊接又分为接触式和非接触式。其中接触式代表为热板焊接,非接触式代表为红外加热焊接。由于聚酰胺具有超高分子量,加热后会释放出吸热反应的化学键,材料加热后易分解且黏性大,若采用热板焊接则会导致材料与加热板粘连,造成熔融部分确实及失效。因此,选用非接触式的红外加热焊接是针对聚酰胺加热的最优方式。

3、内胆焊接面一般为圆形桶状结构,焊接面加热需要均匀受热且不能受内、外腔热量影响,否则会导致内胆变形。因此热源必须采用与内胆焊接面结构一致的圆环形红外加热源。红外环形加热源的环形各部位热量需要具备等量的热量,且热源的各部结构需保持一致。

4、在结构及热量保持一致的前提下进行加热才能使内胆焊接面拥有同效等量的熔融量及熔融深度,如何控制热源各部位发热一致、温度同步就是改加热系统的最大难点。因此,发明一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法。


技术实现思路

1、鉴于上述和/或现有一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法中存在的问题,提出了本发明。

2、因此,本发明的目的是提供一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法,能够解决上述提出现有的问题。

3、为解决上述技术问题,根据本发明的一个方面,本发明提供了如下技术方案:

4、一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法,其包括具体步骤如下:

5、步骤一:将多路温度传感器、多路温度巡检仪和温控程序组成温控系统,并使温控系统与红外焊接设备进行连接;

6、步骤二:将多路温度传感器分成至少6路对红外焊接设备中的红外加热源进行实时温度监控及控制,之后,分别对6路温度传感器设定升温阈值和降温阈值,其中有一路温度传感器达到升温阈值时,红外加热源开启降频但不断开加热,持续加热至所有温度传感器都达到升温阈值,然后通过接触器断开红外加热源停止加热,此外,当6路温度传感器探测温度全部低于设定的降温阈值后,通过接触器重新启动红外加热源加热,以此往复直至红外加热源温度到达两个温度阈值之间的平衡;

7、步骤三:选用16路温度巡检仪,在去除控制红外加热源温度的6根温度传感器后,将剩余的10根温度传感器均匀分布安装在塑料内胆外壁,之后,与红外加热源温度传感器一样对内胆温度传感器设定升温阈值和降温阈值,其中有一路温度传感器达到升温阈值时,控制红外加热源开启降频但不断开加热,持续加热至所有温度传感器都达到升温阈值,然后通过接触器断开红外加热源停止加热,此外,当所有内胆温度传感器探测温度全部低于设定的降温阈值后,通过接触器重新启动红外加热源加热。

8、作为本发明所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法的一种优选方案,其中:所述步骤一中多路温度巡检仪和温控程序整合制成plc控制模块,同时plc控制程序接入红外焊接设备中的上下单向运行程序,以能够将红外焊接设备的运动指令整合至plc控制程序中。

9、作为本发明所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法的一种优选方案,其中:所述步骤二中6路温度传感器按等分布置或按特定位置布置在红外加热源中的环形灯管外侧,并紧贴红外加热源的灯管。

10、作为本发明所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法的一种优选方案,其中:所述6路温度传感器的特定安装位置包括:红外加热源的最上端、红外加热源的最下端、红外加热源的中间端、红外加热源上端的工装夹具处、红外加热源下端的工装夹具处、红外加热源的中间端工装夹具处。

11、作为本发明所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法的一种优选方案,其中:所述步骤二中所设定的升温阈值比内胆材料熔点高10~20℃。

12、作为本发明所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法的一种优选方案,其中:所述步骤二中所设定的降温阈值与内胆材料熔点相同。

13、作为本发明所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法的一种优选方案,其中:所述步骤二中在红外加热源降频后其红外加热源的频率为额定频率的30~60%。

14、作为本发明所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法的一种优选方案,其中:所述步骤三中温度传感器与内胆端面的距离设置为2~5mm。

15、作为本发明所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法的一种优选方案,其中:所述步骤三中内胆温度传感器的升温阈值比内胆材料熔点低80~100℃。

16、作为本发明所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法的一种优选方案,其中:所述步骤三中当检测内胆温度的温度传感器全部达到升温阈值时,则会启动红外焊接设备中的上下单向运行程序以使红外加热源往上运行远离内胆。

17、与现有技术相比:

18、1.将多路温度巡检仪和温控程序整合制成plc控制模块,由于plc控制程序具有可编程性强,稳定性高、可靠,适应性强,操作简单、便于维护等特点。方便控制程序在产品开发、调试、试制和生产过程中实时调节,并快速使用。

19、2.选用多路温度巡检仪,分多路监控灯管温度,可以清晰了解到热源各部位实时温度数值和升温速率、温度变化等。便于温控程序控制整体加热温度、加热效率。

20、3.选用多路温度传感器监控内胆焊接面温度,可以实时监测需要焊接的内胆工件焊接面,保证了焊接面温度反馈的时效性及准确性,保证了工件表面温度的可操控性。

21、4.温控程序通过“开-降频-关”的往复运动使热源温度整体区域同步同温,并且在经过一定时间的调整后,温度能稳定在设定阈值范围内,稳定的热源温度为焊接工件提供稳定的热量,控制了热源热量这个重要变量,有助于调试焊接工件的加热时间。



技术特征:

1.一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法,其特征在于,包括具体步骤如下:

2.根据权利要求1所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法,其特征在于,所述步骤一中多路温度巡检仪和温控程序整合制成plc控制模块,同时plc控制程序接入红外焊接设备中的上下单向运行程序,以能够将红外焊接设备的运动指令整合至plc控制程序中。

3.根据权利要求1所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法,其特征在于,所述步骤二中6路温度传感器按等分布置或按特定位置布置在红外加热源中的环形灯管外侧,并紧贴红外加热源的灯管。

4.根据权利要求3所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法,其特征在于,所述6路温度传感器的特定安装位置包括:红外加热源的最上端、红外加热源的最下端、红外加热源的中间端、红外加热源上端的工装夹具处、红外加热源下端的工装夹具处、红外加热源的中间端工装夹具处。

5.根据权利要求1所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法,其特征在于,所述步骤二中所设定的升温阈值比内胆材料熔点高10~20℃。

6.根据权利要求1所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法,其特征在于,所述步骤二中所设定的降温阈值与内胆材料熔点相同。

7.根据权利要求1所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法,其特征在于,所述步骤二中在红外加热源降频后其红外加热源的频率为额定频率的30~60%。

8.根据权利要求1所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法,其特征在于,所述步骤三中温度传感器与内胆端面的距离设置为2~5mm。

9.根据权利要求1所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法,其特征在于,所述步骤三中内胆温度传感器的升温阈值比内胆材料熔点低80~100℃。

10.根据权利要求1所述的一种ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法,其特征在于,所述步骤三中当检测内胆温度的温度传感器全部达到升温阈值时,则会启动红外焊接设备中的上下单向运行程序以使红外加热源往上运行远离内胆。


技术总结
本发明公开的属于焊接设备控制技术领域,具体为一种Ⅳ型高压储氢瓶塑料内胆红外焊接设备控制方法,包括具体步骤如下:将多路温度传感器、多路温度巡检仪和温控程序组成温控系统,并使温控系统与红外焊接设备进行连接;将多路温度传感器分成至少6路对红外焊接设备中的红外加热源进行实时温度监控及控制,之后,分别对6路温度传感器设定升温阈值和降温阈值,本发明温控程序通过开‑降频‑关的往复运动使热源温度整体区域同步同温,并且在经过一定时间的调整后,温度能稳定在设定阈值范围内,稳定的热源温度为焊接工件提供稳定的热量,控制了热源热量这个重要变量,有助于调试焊接工件的加热时间。

技术研发人员:尤子扬,朱明国,何铈杰,计徐伟,孙传瑞,李斌
受保护的技术使用者:江阴市富仁高科股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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