本发明涉及一种彩钢板型材涂层的无损焊装工艺方法，属于建筑装饰材料与彩钢门窗机械加工工艺领域。
背景技术：
薄钢板因材料和加工成本低，在建筑和装饰中成为用量最大的金属材料。但为了防锈和美观，表面必需进行涂覆处理。以国内大量使用的防盗门的制造为例，最初是直接采用薄钢板经过冲孔折弯等钣金工艺成型之后再进行表面喷涂处理，除了工艺繁琐之外还付出了环保代价。
现代制造技术大规模生产的彩钢板，是一种用于建筑和装饰的新型材料。由于涂料环保问题在生产过程中得到专门处理，使二次成型用于家装和建材的中小企业免于喷涂污染，实现了环保生产。但是对彩钢型材产品各个部分的装配，螺丝铆钉和高温弧焊工艺方法均难以做到钢板装饰漆面的无损伤连接，不得不增加补充喷涂工艺流程，影响了彩钢板这种新工艺材料在高档市场推广和销量，成为企业在投产时急于解决的课题。
国内外现有常用焊接技术与焊接设备技术中，普通的弧焊机高温作用时间长，保证不了被焊物体的局部应变和烧蚀；近几年出现的冷焊机，解决了物理变形和基材应力影响，但对特殊的涂装彩色钢板，仍然难以保护漆面无损；激光焊机设备造价昂贵、可携带性和供电方式无法适应实际生产现状。
技术实现要素：
本发明是根据用户的特殊需求，在深入研究金属熔接理论的基础上，找出了解决问题的关键。实现无损焊接的物理基础在于有效控制焊接电流的强度和缩短热传导作用时间，需要解决的技术问题是使焊点既能够瞬间熔接金属表面，又不会因热量传导而损伤附近钢板漆面涂层。
本发明用于彩钢板型材的焊装工艺，减小了彩钢型材产品二次加工的再次喷涂工序，提高生产效率、减小环境污染。
本发明的工艺方法用于但并不限于彩钢装饰板型材的连接装配。解决了彩钢型材金属连接件的高温熔接与彩钢漆面涂层烧蚀的矛盾。
为实现上述目的，本发明所述的一种彩钢板型材涂层的无损焊装工艺方法，使用工艺方法步骤包括如下：
(1)将彩钢型材按着装配要求把待焊缝隙精确对齐，涂层背面向外，并用卡具(2)固定；
(2)将按着彩钢型材的形状事先制备好的板状金属连接件平放于彩钢型材(1)的背面连接缝处；
(3)在彩钢型材背面焊接处旁边寻找导电良好部位，安放焊机的接地夹具或磁吸式电极；
(4)打开焊机电源，设置焊接参数，连接焊枪与接地，做好点焊焊接准备；
(5)选择金属连接件正上面的进行点焊的位置，将焊枪头点压在焊接点上；
(6)扳动焊枪按钮完成一次点焊，抬起焊枪更换下一个点焊位置，重复以上操作步骤直至完成。
彩钢型材背面金属连接件上的每一个焊点深度即焊点底部距正面的钢板漆面涂层有间距，因此不会损伤正面彩钢板涂层。
通过调节焊接能量和时间参数，在焊接强度、深度和温度三方面进行优化控制，使得每一个焊点深度即焊点底部距正面的钢板漆面涂层有间距。
本发明用于彩钢板型材的焊装工艺，减小了彩钢型材产品二次加工的再次喷涂工序，提高生产效率、减小环境污染。
附图说明：
图1.彩钢型材门框的无损焊接实例示意图。这里给出一个直角拼接彩钢门框型材的装配现场示意。
图2.实施实例中采用的几种金属连接件。这里给出四种根据彩钢型材的形状事先制备的金属连接件。
图3.焊接点的金属工件剖面示意图。给出了彩钢板焊接材料的剖面结构图，表示了一个正常的焊接效果。图中可见只要控制好焊接参数，保证焊接熔合点距离彩钢型材的涂层在一定安全距离之外，并且焊接时间足够短，彩钢板涂层是很安全的。
图4.焊接操作工艺流程。
图5为一种具有智能控制的脉冲式无损储能电阻焊机的结构示意图。
图6为一种具有智能控制的脉冲式无损储能电阻焊机的程序图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
实施例1
以一种彩钢型材门框的无损焊接为实例。这里给出一个直角拼接彩钢门框型材的装配现场示意，见图1。采用切割完成的彩钢型材；固定彩钢型材的卡具；事先制备完成的金属连接件；带有接地夹具、磁吸电极和焊枪的焊机优选智能焊机。
具体步骤如下：
(1)将彩钢型材按着装配要求把待焊缝隙精确对齐，涂层背面向外，并用卡具固定；
(2)将按着彩钢型材的形状事先制备好的板状金属连接件平放于彩钢型材的背面连接缝处；
(3)在彩钢型材背面焊接处旁边寻找导电良好部位，安放焊机的接地夹具或磁吸式电极；
(4)打开焊机电源，设置焊接参数，连接焊枪与接地，做好点焊焊接准备；
(5)选择金属连接件正上面的进行点焊的位置，将焊枪头点压在焊接点上；
(6)扳动焊枪按钮完成一次点焊，抬起焊枪更换下一个点焊位置，重复以上操作步骤直至完成。
彩钢型材背面金属连接件上的每一个焊点深度即焊点底部距正面的钢板漆面涂层有间距。
通过调节焊接能量和时间参数，在焊接强度、深度和温度三方面进行优化控制，使得每一个焊点深度即焊点底部距正面的钢板漆面涂层有间距。
可以采用智能化焊接设备，在自动检测与控制算法支持下，将金属连接件与钢板型材进行脉冲点焊，实现了钢板型材的无损连接装配。
通过微处理器自动检测与控制算法，先对设备检测到的先导电流进行分析处理，然后根据预设的焊接材料特性驱动储能部件自动调节焊接能量和时间参数，在焊接强度、深度和温度三方面进行优化控制。
采用的具有智能控制的脉冲式无损储能电阻焊机结构如下：
包括嵌入式处理器核心模块1、储能电容阵列2、充电控制模块3、焊接控制模块4、显示与输入模块5、电流检测模块6、电源转换模块7和电压检测模块8；电压检测模块8的输出引脚连接外部焊枪与接地电极；
所述嵌入式处理器核心模块1的控制输出引脚与充电控制模块3、焊接控制模块4、显示与输入模块5相连，检测输入引脚与电流检测模块6、电压检测模块8相连；嵌入式处理器核心模块1可以内置各种参数，可通过焊接参数控制智能控制充电控制模块3、焊接控制模块4调节被焊物件的焊接效果；
嵌入式处理器核心模块1根据显示与输入模块5的预设，使充电控制模块3自动确定储能电容阵列2的储存电压，进而控制焊接能量，满足不同厚度彩钢板的涂层无损焊接需求；所述显示与输入模块5与嵌入式处理器核心模块1相连，可以显示焊接状态，并且用户可以手动设定焊接参数，完成不同厚度的参数设定。
储能电容阵列2根据焊机的能量需求设计由n 1个独立的电容c0、c1、……、cn组成，焊接控制模块4设计有与中的储能电容阵列2中的n 1个独立的电容c0、c1、……、cn相对应的n 1个独立的开关k0、k1、……、kn；一个独立的电容对应连接一个独立的开关；其中c0作为先导电容通过焊接控制模块4中的开关k0放电时，电流检测模块6和电压检测模块8的传感信号进入处理器核心模块1的检测输入端，处理器核心模块1立即启动智能处理与控制算法，驱动焊接控制模块4，使储能电容阵列c1、……、cn按优化的参数有序放电焊接；电流检测模块6的输入引脚与焊接控制模块4中的k0输出引脚连接，电流检测模块6的输出引脚与焊接控制模块4中的k1、……、kn输出引脚连接，检测结果输出与嵌入式处理器核心模块1相连接，采集焊接放电电流强度信号；电压检测模块8分别与储能电容阵列2中的c0、c1、……、cn输出引脚、电流检测模块6的输出引脚、焊接控制模块4中的k1、……、kn输出引脚相连，同时与嵌入式处理器核心模块1相连接，检测电压；储能电容阵列2中的c0、c1、……、cn与焊接控制模块4中的k0、k1、……、kn相连，控制电容依次放电。
所述充电控制模块3的输出引脚与储能电容阵列2中的每个储能电容的输入引脚相连，通过恒流充电控制储能电容阵列2中电容储存电容；充电控制模块3与嵌入式处理器核心模块1相连，嵌入式处理器核心模块1通过控制充电控制模块3进而控制储能电容阵列2的存储能量；充电控制模块3与电源转换模块7相连，电源转换模块7用来提供充电控制模块3的充电所需能量；
充电控制模块3采用自动升降压恒流电源模块，通过升降压电路可以将电容充电到高于电源供电电压，并且电容电压可以由处理器进行控制，从而实现不同能量的焊接。
所述焊接控制模块4中的每个控制开关的输入引脚与储能电容阵列2中的每个储能电容的输出引脚相连，可以控制储能电容阵列2在焊接时进行放电；焊接控制模块4的控制输入引脚与嵌入式处理器核心模块1的控制输出引脚相连，嵌入式处理器核心模块1可以控制焊接控制模块4中的每个控制开关分别开启或关闭；
进一步的，焊接控制模块4采用大电流控制方案，可以控制储能电容阵列2中每个电容部分或完全释放能量，为了减少控制压力，焊接控制模块4与储能电容阵列2中每个电容都进行连接，可以准确控制每个电容的能量释放。
所述电流检测模块6的输入引脚与焊接控制模块4中的k0输出引脚相连，检测结果输出引脚与焊接控制模块4中的k1、……、kn输出引脚相连接，电流检测模块通过耦合检测流经焊点的电流；电流检测模块6与嵌入式处理器核心模块1相连，提供给处理器电流检测信号；所述电压检测模块8与储能电容阵列2每个储能电容的输出引脚、焊接控制模块4中的k1、……、kn输出引脚、电流检测模块6的输出引脚相连，检测焊接时焊点电压；电压检测模块8与嵌入式处理器核心模块1相连，将采集到的电压返回嵌入式处理器核心模块1进行处理；
电流检测模块6可以采用非接触方式进行测量，可以在不影响焊接回路的情况下检测焊接电流，还可采用直接方式测量，提供更准确的测量数据。
电压检测模块8采用高精度高速电压传感器，可以快速的采集焊点的电压信号，可采用隔离或非隔离的方式进行电压采集；
所述智能控制体现在嵌入式处理器核心模块1根据显示与输入模块5设定的预设值，及储能电容阵列2中先导电容c0的放电情况，通过内部存储的先验知识库进行比较，获取最佳焊接控制方式，进而通过焊接控制模块4控制后续焊接；所述放电情况可根据电流检测模块6和电压检测模块8的输入值进行检测；所述先验知识库存储内容为系统开发时根据不同状况下测试实验所得的放电情况与最佳控制输出对应关系测试结果，或根据理论推导所得到的不同状况下放电情况与最佳控制输出对应关系，或根据人工神经网络训练所得到的不同状况下放电情况与最佳控制输出对应关系；所述最佳控制输出为嵌入式处理器核心模块1的控制输出引脚控制焊接控制模块4中的k1、……、kn控制开关的控制输出过程，针对不同的焊接位置、焊枪尖端磨损程度、焊接连接件与型材的平整度、按压力量，不同的控制输出会造成焊接效果的差异，从中选取焊接最牢固的作为本状况下焊接的最佳控制输出。
以上所述的具体实施方式仅仅是对本发明的优选实施方案进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求所确定的保护范围内。
1.一种彩钢板型材涂层的无损焊装工艺方法，其特征在于，使用工艺方法步骤包括如下：
(1)将彩钢型材按着装配要求把待焊缝隙精确对齐，涂层背面向外，并用卡具(2)固定；
(2)将按着彩钢型材的形状事先制备好的板状金属连接件平放于彩钢型材(1)的背面连接缝处；
(3)在彩钢型材背面焊接处旁边寻找导电良好部位，安放焊机的接地夹具或磁吸式电极；
(4)打开焊机电源，设置焊接参数，连接焊枪与接地，做好点焊焊接准备；
(5)选择金属连接件正上面的进行点焊的位置，将焊枪头点压在焊接点上；
(6)扳动焊枪按钮完成一次点焊，抬起焊枪更换下一个点焊位置，重复以上操作步骤直至完成。
2.按照权利要求1所述的一种彩钢板型材涂层的无损焊装工艺方法，其特征在于，彩钢型材背面金属连接件上的每一个焊点深度即焊点底部距正面的钢板漆面涂层有间距，从而保证正面漆面无损。
3.按照权利要求1所述的一种彩钢板型材涂层的无损焊装工艺方法，其特征在于，通过调节焊接能量和时间参数，在焊接强度、深度和温度三方面进行优化控制，使得每一个焊点深度即焊点底部距正面的钢板漆面涂层有间距，从而保证正面漆面无损。
技术总结