[发明专利]无间隙材料之间的全位置悬凝型立焊装置

权利要求书

1.一种无间隙材料之间的全位置悬凝型立焊装置，其特征在于包含六自由度模块（1）、垫板（5）、工具执行器（8）和控制器（13），工具执行器（8）包括焊接金属丝（9）、回收模块（10）、加热伺服喷射模块（11），并且加热伺服喷射模块（11）上置有视觉机构，控制器（13）与视觉机构连接，动态的在线判断熔融状态的焊接熔滴的形状与焊接工艺特征，

六自由度模块（1）水平固定，六自由度模块（1）末端连接工具执行器（8），六自由度模块（1）提供工具执行器（8）相对于地面至少空间六自由度的运动，工具执行器（8）的焊接工作端为焊接金属丝（9），加热伺服喷射模块（11）能够矢量喷射加热的保护气体并伺服控制保护气体的空间速度矢量，回收模块（10）对保护气体和粉尘进行回收；立焊焊接时，右侧被结合材料（2）、左侧被结合材料（3）无间隙相邻放置，其上分别制有右侧坡口（6）、左侧坡口（7），控制器（13）通过控制六自由度模块（1）相对地面进行至少空间六自由度的运动，调整回收模块（10）和加热伺服喷射模块（11）相对于焊接金属丝（9）与焊接高温熔融的熔滴为空间定点的变换姿态运动，同时调整回收模块（10）和加热伺服喷射模块（11）对保护气体的回收强度和喷射强度，使得加热伺服喷射模块（11）矢量喷射的保护气体、回收模块（10）形成的保护气体和粉尘的回收流场、垫板（5）、右侧坡口（6）、左侧坡口（7）之间的焊接处形成动态稳定矢量伺服可控流场，使得焊接金属丝（9）焊接时高温熔融的熔滴稳定悬凝并可控增长并逐滴形成立焊缝（4），然后通过立焊缝（4）的自上而下趋势的连续生长实现对左侧被结合材料（3）和右侧被结合材料（2）的全位置悬凝型立焊。

2.根据权利要求1所述一种无间隙材料之间的全位置悬凝型立焊装置，其特征在于所述视觉机构包括视觉控制器（14）和针孔视觉摄像头（15），并且针孔视觉摄像头（15）前置滤光片，针孔视觉摄像头（15）通过光纤接通视觉控制器（14）。

3.一种无间隙材料之间的立焊的焊接方法，其特征在于使用权利要求1的无间隙材料之间的全位置悬凝型立焊装置，并包括如下步骤；

步骤1：辅助设备将左侧被结合材料（3）和右侧被结合材料（2）转运至指定位置，使得右侧坡口（6）、左侧坡口（7）无间隙的相邻；

步骤2：垫板（5）安置于焊接处，焊接处是指右侧坡口（6）、左侧坡口（7）的之间位置，

步骤3：六自由度模块（1）将工具执行器（8）移动至焊接处，启动回收模块（10）和加热伺服喷射模块（11），使得加热伺服喷射模块（11）矢量喷射的保护气体、回收模块（10）回收的保护气体在焊接处形成动态稳定矢量伺服可控流场；

步骤4：然后，工具执行器（8）上的焊接金属丝（9）靠近焊接处，开始立焊缝的焊接产生高温熔融的熔滴；同加热伺服喷射模块（11）内置的视觉装置三维动态在线的判断熔融状态的熔滴的形状与焊接工艺特征，并将上述信息传输给控制器（13）；

步骤5：控制器（13）通过控制六自由度模块（1）相对地面进行至少空间六自由度的运动，调整回收模块（10）和加热伺服喷射模块（11）相对于焊接金属丝（9）与焊接高温熔融的熔滴为空间定点的变换姿态运动，同时调整回收模块（10）和加热伺服喷射模块（11）对保护气体的回收强度和喷射强度，使得回收模块（10）和加热伺服喷射模块（11）矢量喷射形成的动态稳定矢量伺服可控流场克服熔滴的重力场，进而使得焊接点处的熔滴稳定悬凝并可控增长，直至使得稳定悬凝的熔滴达到焊接要求；

步骤6：依次按照步骤3-5的相同操作沿水平方向进行立焊缝的焊接工艺作业形成焊接熔滴最终形成立焊缝（4），使得立焊缝（4）自上而下趋势连续生长最终实现对左侧被结合材料（3）和右侧被结合材料（2）的全位置悬凝型立焊。