钢结构焊接收缩变形自动监测方法

摘要

本发明公开了一种钢结构焊接收缩变形自动监测方法，发明人利用位移传感器经理论推导得到收缩变形的计算公式（式(1)～(6)），并据此建立本发明的自动监测方法。该法设备简单、操作容易，自动化程度高，不用人为干预，降低了人的劳动强度；可实时显示两个垂直方向及总的收缩变形值，有利于实时掌握焊接工艺的稳定性及质量；监测结果精度比常规方法高，可达到0.01mm。将本发明应用于钢结构焊接加工领域，可实现高精度、自动化、实时动态地监测收缩变形量，便于判别焊接工艺的可靠性、稳定性，有利于满足钢结构成形尺寸、外形及承载能力的要求。

主权项

一种钢结构焊接收缩变形自动监测方法，其特征在于包括以下步骤：<1>监测设备由2只位移传感器b与c，带有磁体的固定传感器b、c的底座A，嵌入式计算机及底盘组成；把监测设备安装在起焊端的另一端，焊接钢板或构件的一边紧邻焊缝平行放置监测设备的底盘，在焊接钢板或构件的另一边放置底座A，底座A的固定转轴同时与传感器b、c的铰链相连，传感器b、c的另一铰链分别与底盘两端的固定转轴C、B相连，位移传感器接入嵌入式计算机，调整位移传感器的初始位置使传动杆处于量程的中间位置；<2>由传感器上的刻度读取传感器固定轴中心的距离B和C，底盘上两固定转轴中心间距为固定距离A，使A、B、C在250mm～350mm，且距离A、B、C构成锐角三角形的三边；<3>把距离A、B与C输入嵌入式计算机中，嵌入式计算机自动读入传感器b、c的位移示值变化量ΔB、ΔC，并按公式计算及实时显示焊接过程中与焊缝垂直、平行方向收缩变形值Δy、Δx及总变形值Z，公式为 Δx = B 2 - ( B + ΔB ) 2 + ( C + ΔC ) 2 - C 2 2 A - - - ( 1 ) 或 Δx = C 2 - ( C + ΔC ) 2 + ( B + ΔB ) 2 - B 2 2 A - - - ( 2 ) (1)式中Δx正号表示A点向x轴的负方向移动，负号表示A点向x轴的正方向移动；(2)式中Δx正号表示A点向x轴的正方向移动、负号表示A点向x轴的负方向移动； Δy = ( B + ΔB ) 2 - ( A 2 + ( B + ΔB ) 2 - ( C + ΔC ) 2 2 A ) 2 - B 2 - ( A 2 + B 2 - C 2 2 A ) 2 - - - ( 3 ) 或 Δy = ( C + ΔC ) 2 - ( A 2 + ( C + ΔC ) 2 - ( B + ΔB ) 2 2 A ) 2 - C 2 - ( A 2 + C 2 - B 2 2 A ) 2 - - - ( 4 ) (3)式及(4)式中Δy正号表示A点平行与y轴正方移动、负号表示A点平行与y轴负方向移动；B′=(B＋ΔB)，C′=(C＋ΔC)    (5) Z = Δx 2 + Δy 2 - - - ( 6 ) 各式中ΔB、ΔC分别表示传感器b、c的位移示值，ΔB及ΔC的正号表示传感器被拉伸、负号表示传感器被压缩。