本發明屬于隧道防水施工，尤其涉及一種隧道防水板熱熔墊片的環形熱熔焊接裝置。
背景技術：
1、在隧道工程建設中，防水板的鋪設質量對保障隧道結構的防水性能和長期耐久性具有決定性作用。熱熔墊片作為防水板與隧道基層之間的核心連接組件，其焊接可靠性直接關系到整個防水系統的完整性。目前，行業普遍采用的手持式電熱工具或簡易機械壓緊裝置在實際施工中面臨多重技術挑戰。
2、夾緊定位環節高度依賴人工操作或基礎氣動系統，夾緊力缺乏精確量化控制手段，導致周向分布嚴重不均，焊接過程中熱熔墊片易發生微米級位移或局部應力集中，造成焊點熔合深度波動和界面結合強度下降。加熱系統多采用整體平板式熱源或單點加熱結構，無法適應環形熱熔墊片的幾何特征，致使墊片周向溫度場呈現顯著梯度差異，外緣區域常因過熱引發高分子材料降解，而內側區域則因熱量不足產生未熔合缺陷，形成潛在滲漏路徑。同時，現有裝置缺失動態參數感知與閉環調節能力，無法實時響應焊接過程中的溫度波動、壓力分布變化及夾緊狀態差異，面對不同厚度或材質的防水板時，操作人員僅能依據經驗反復試錯，導致焊接質量一致性差且合格率難以保障。
3、針對上述問題，現有技術亟需改進。
技術實現思路
1、本發明實施例的目的在于提供一種隧道防水板熱熔墊片的環形熱熔焊接裝置，旨在解決上述問題。
2、本發明是這樣實現的，一種隧道防水板熱熔墊片的環形熱熔焊接裝置，包括：
3、豎直設置的定位桿，所述定位桿底部固定連接有連接套；
4、所述定位桿的底部沿周向均勻分布有多個弧形限位環，且每個弧形限位環均通過一個滑動伸縮套與連接套連接，弧形限位環用于從水平方向夾緊熱熔墊片；
5、所述連接套的內部固定設置有一號電磁鐵，其通過磁力驅動各弧形限位環徑向移動以夾緊或釋放熱熔墊片，所述一號電磁鐵的電流可調，以調節夾緊力；
6、所述定位桿的外部固定套設有電動伸縮套，且所述定位桿的外部套設有壓盤；
7、所述電動伸縮套的下端鉸接有多根轉動桿，轉動桿下端均鉸接有滑動座；所有滑動座水平滑動安裝于所述壓盤的上表面，且所述滑動座與所述壓盤之間設有水平彈性件，其用于提供使滑動座沿徑向向內復位的彈力；
8、所述壓盤的下方沿周向均勻分布有多個弧形加熱塊，且所有弧形加熱塊圍成一圈，每個弧形加熱塊的上端通過彈簧與所述壓盤的內頂面固定連接；
9、所述壓盤內設置有液壓油腔，其中填充有液壓油，所述液壓油腔與各弧形加熱塊的上端導熱接觸；
10、所述液壓油腔連通有液壓泵，其用于驅動液壓油循環；
11、控制系統，用于根據各弧形加熱塊的溫度、液壓油溫度、各弧形加熱塊的壓力、各弧形限位環的夾緊力和當前液壓泵功率，計算目標功率并控制液壓泵的輸出功率；
12、所述控制系統分別與一號電磁鐵、電動伸縮套、液壓泵以及用于檢測各弧形加熱塊溫度、液壓油溫度、各弧形加熱塊壓力、各弧形限位環夾緊力、液壓泵功率和液壓油流速的傳感器電連接。
13、進一步的技術方案，所述一號電磁鐵為環形電磁鐵或柱狀電磁鐵，所述弧形限位環的內側設有鐵磁性銜鐵，當一號電磁鐵通電時，通過磁力吸引所述銜鐵使弧形限位環徑向向內移動；所述連接套中連接有復位彈簧，用于在一號電磁鐵斷電時使弧形限位環徑向向外復位。
14、進一步的技術方案，所述壓盤的上表面固定設置有多根導向桿，每根導向桿均滑動貫穿一個對應的滑動座，所述水平彈性件為壓縮彈簧，其一端抵接滑動座，另一端抵接固定于導向桿端部的凸塊。
15、進一步的技術方案，所述彈簧為螺旋壓縮彈簧，其軸線豎直設置，且至少部分浸沒于所述液壓油腔內的液壓油中，使得液壓油流速變化時改變彈簧周圍的流體阻尼，進而調節彈簧的壓縮與回彈應變速度。
16、進一步的技術方案，所述控制系統包括：
17、加熱質量評估模塊，被配置為根據各弧形加熱塊的溫度和液壓油溫度計算加熱質量指數；
18、下壓質量評估模塊，被配置為根據各弧形加熱塊的壓力和各弧形限位環的夾緊力計算下壓質量指數；
19、液壓泵功率調控模塊，被配置為根據當前液壓泵功率、加熱質量指數和下壓質量指數計算目標功率，并控制液壓泵的輸出功率。
20、進一步的技術方案，所述加熱質量評估模塊被配置為：
21、接收各個弧形加熱塊的溫度，其中為各弧形加熱塊的序號，，為弧形加熱塊的總數，以及液壓油溫度；
22、計算平均加熱溫度和最大溫差；
23、按以下無量綱公式計算加熱質量指數：
24、；
25、其中為設定焊接溫度，為最大溫差上限閾值，為最佳液壓油溫度，為焊接溫度權重系數，為溫差權重系數，為液壓油溫度權重系數，，且，。
26、進一步的技術方案，所述下壓質量評估模塊被配置為：
27、接收各弧形加熱塊對熱熔墊片的壓力?，其中為各弧形加熱塊的序號，以及弧形限位環對熱熔墊片的夾緊力?，其中為各弧形限位環的序號，，為弧形限位環的總數；
28、計算平均焊接壓力，弧形加熱塊間最大壓力差，以及弧形限位環間最大夾緊力差；
29、按以下無量綱公式計算下壓質量指數；
30、；
31、其中：為設定焊接壓力，為允許的最大壓力差閾值，為允許的最大夾緊力差閾值，為焊接壓力權重系數，為壓力差權重系數，為夾緊力權重系數，，且，。
32、進一步的技術方案，所述液壓泵功率調控模塊被配置為：
33、獲取當前液壓泵功率和下壓質量指數；
34、首先采用無量綱pid控制律計算功率修正量，得到中間功率值：
35、；
36、其中為加熱質量指數參考值，為比例系數，為積分系數、為微分系數；
37、并引入下壓質量前饋修正，計算目標功率：
38、；
39、其中為時間，為下壓質量指數參考值，為前置反饋系數；
40、在計算出目標功率后，對目標功率進行限幅，使其不低于液壓泵的最小允許功率，且不高于液壓泵的最大允許功率，并輸出至液壓泵的驅動器。
41、相比于現有技術，本發明的有益效果：
42、本發明通過連接套內部的一號電磁鐵與弧形限位環內側的鐵磁性銜鐵構成磁力驅動夾緊機構，結合滑動伸縮套與復位彈簧，實現了對熱熔墊片從水平方向的自動對中與周向均勻夾緊。具體的，通過調節一號電磁鐵的電流大小，可連續、精確控制各弧形限位環的徑向夾緊力，避免了傳統氣動或手動夾緊方式中夾緊力分布不均、難以量化的問題；復位彈簧在一號電磁鐵斷電后主動推動弧形限位環向外復位，無需額外動力，提升了操作安全性與自動化程度。
43、本發明在壓盤內部設置液壓油腔，并將連接弧形加熱塊的彈簧至少部分浸沒于液壓油中，結合液壓泵驅動的油液循環，創造性構建了一種壓力響應可調的柔性下壓機構。液壓泵功率變化改變液壓油流速，從而改變彈簧周圍的流體阻力，動態調節彈簧的壓縮與回彈速度，使弧形加熱塊與熱熔墊片接觸時既能快速貼合，又能緩沖沖擊，避免剛性碰撞損傷材料；多個弧形加熱塊通過彈簧獨立懸掛于壓盤內頂面，當接觸不平整墊片表面時，各弧形加熱塊可獨立浮動，配合液壓油腔的均壓作用，自動補償高度差異，實現周向焊接壓力的一致性分布；該結構為后續控制系統提供壓力調節的執行手段，使液壓泵功率成為調控焊接壓力的有效變量。
44、本發明提出的控制系統包含加熱質量評估模塊與下壓質量評估模塊，分別計算無量綱的加熱質量指數與下壓質量指數，實現了焊接過程的雙目標量化評估。加熱質量指數綜合了各弧形加熱塊的平均溫度、最大溫差以及液壓油溫度三個維度，通過加權方式同時反映整體溫度水平、溫度均勻性及傳熱介質狀態，克服了傳統單點溫度監測的片面性；下壓質量指數綜合了平均焊接壓力、弧形加熱塊間最大壓力差以及弧形限位環間最大夾緊力差，定量表征壓力分布均勻性與夾緊一致性；兩個指數均為無量綱且歸一化，便于控制系統直接作為反饋變量，實現了對焊接熱力耦合過程的雙目標協同評估，為后續智能調控提供了明確、可比較的量化依據。
45、本發明在液壓泵功率調控模塊中采用無量綱比例積分微分控制律結合下壓質量前饋修正，動態計算液壓泵目標功率，實現了焊接質量對工藝擾動的實時自適應抑制。以加熱質量指數偏差為主反饋，比例、積分、微分三項分別響應當前誤差、累積誤差和誤差變化趨勢，確保加熱質量快速收斂且穩態精度高；以下壓質量指數偏差為前饋補償，通過乘性因子修正比例積分微分輸出的中間功率值，使系統能在壓力分布出現異常時提前調整液壓泵輸出，抑制其對加熱均勻性的負面影響；該控制策略直接作用于液壓泵功率，改變液壓油流速，進而同時影響弧形加熱塊的溫度均勻性和彈簧的阻尼特性，實現了熱、流、力多物理場的集成調控，顯著提升了裝置對不同厚度、材質防水板的自適應能力，保障了焊接質量的一致性。