CN102554405A

CN102554405A - 消除氩弧焊接触引弧粘板的设备及方法

Info

Publication number: CN102554405A
Application number: CN2012100308579A
Authority: CN
Inventors: 尤志春; 张辉
Original assignee: SHANGHAI WEITELI WELDING EQUIPMENT MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI WEITELI WELDING EQUIPMENT MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2032-02-13
Also published as: CN102554405B

Abstract

本发明公开一种消除氩弧焊接触引弧粘板的设备，其特征在于，包括：主电路、辅助电压电路以及空载电压检测电路；该辅助电压电路用以提供一辅助电压，当该设备空载时使该主电路电压无法输出，空载电压等于辅助电压；该空载电压检测电路检测该空载电压，根据该空载电压值使该设备短路。本发明同时公开一种消除氩弧焊接触引弧粘板的方法。

Description

消除氩弧焊接触引弧粘板的设备及方法

技术领域

本发明涉及一种电弧焊接技术，尤其涉及一种消除氩弧焊接触引弧粘板的设备及方法。

背景技术

焊条电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法，它的原理是利用电弧放电（俗称电弧燃烧）所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程。其中，由焊接电源供给的，在工件与焊条两极间产生强烈而持久的气体放电现象—叫电弧。

氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成溶池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化，因此可以焊接铜、铝、合金钢等有色金属。

在氩弧焊焊接过程中，引弧有三种方式，接触弧、高压引弧、高频引弧，其中接触引弧最简易也最常用。但是在接触引弧过程中，当焊接薄板时，经常会出现钨极与工件接触瞬间产生很多的能量使得钨极粘与工件之上，从而影响焊接质量损坏工件。

因此，现有技术中急需要一种新的技术方案能消除氩弧焊接过程中接触弧粘板的现象。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于公开一种消除氩弧焊接触引弧粘板的设备及方法。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种消除氩弧焊接触引弧粘板的设备，其特征在于，包括：主电路、辅助电压电路以及空载电压检测电路；该辅助电压电路用以提供一辅助电压，当该设备空载时使该主电路电压无法输出，空载电压等于辅助电压；该空载电压检测电路检测该空载电压，根据该空载电压值使该设备短路。

更进一步地，该辅助电压电路包括一隔离电源，该隔离电源的两端正极分别连接15V电压，该隔离电压的两端负极分别接地。该辅助电压电路的一端的正负极与第一去耦电容、第一滤波电容、一二级管、第一电阻、第二电阻连接。该辅助电压电路的一端的正负极与第二去耦电容第二滤波电容连接。

更进一步地，该空载电压检测电路包括一线性光耦，用于输出和控制电气隔离并将该空载电压转换为电平信号。该空载电压检测电路还包括电阻R300至R306，电容C300、C301、C404以及可变电阻，该电阻300的一端与该主电路电压连接，另一端与该电容C300连接，该电阻R301一端与该电容C300连接，另一端与该线性光耦的二极管连接，该电阻R302一端与该电容C300连接，另一端与该线性光耦的二极管连接，该电阻R303一端与该线性光耦连接另一端接地，该电阻R304一端一端与该线性光耦连接另一端与该电容C301连接，该可变电阻一端与该电容C301连接，另一端与该电阻R305连接，可变端与该电阻R306连接，该电容一端与该电阻R306连接，另一端接地。

本发明同时提供一种消除氩弧焊接触引弧粘板的方法，其特征在于，包括在一氩弧焊接设备的主电路上增加一辅助电源，当该设备空载时使该主电路电压无法输出，空载电压等于辅助电压；检测该空载电压，根据该空载电压值使该设备短路。

与现有技术相比较，本发明所公开的氩弧焊接设备及方法能有效消除接触弧在焊接过程中由于钨极与工件接触瞬间产生很多的能量使得钨极粘与工件之上的现象，进而提高焊接质量。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1是本发明所涉及的氩弧焊接设备的电路结构示意图；

图2是本发明所涉及的氩弧焊接设备处于工作状态时的引弧电流曲线图；

图3是本发明所涉及的氩弧焊接设备的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

现有技术的氩弧焊接所使用的引弧为解除弧时，经常会出现钨极与工件接触瞬间产生很多的能量使得钨极粘与工件之上，从而影响焊接质量损坏工件。

为了消除氩弧焊接过程中接触弧粘板的现象，本发明提供一氩弧焊接设备。该氩弧焊接设备包括辅助电压电路以及空载电压检测电路。该辅助电压电路提供一辅助电压，当该焊接设备空载的情况下封锁主电路电压输出，此时的空载电压为辅助电源电压。利用该空载电压检测电路检测空载电压，检测到空载电压时，使该焊接设备自动短路，以防止焊接过程中解除弧粘板现象的发生。

如图1中所示，图1是本发明所涉及的氩弧焊接设备的电路结构示意图。该氩弧焊接设备由辅助电压电路101、空载电压检测电路102以及主电路（图中未示出）。主电路和现有技术中常见的氩弧焊接设备的主电路一致，包括升压变压器、整流电路、高频振荡发生器等组成。

如图1中所示，图1中的WV为机器空载采样电压，VSS为空载辅助电压的地，101为辅助电压电路，102为空载电压检测电路。VCC为电压检测电路的电源网络，该辅助电压电路101包括一隔离电源DC-DC1。该隔离电源DC-DC1的其中一个正极端与15V电压连接，该正极端对应的负极端与VSS连接。与该正极端、负极端连接的还有电容C305、去耦电容C306，电阻R7和电阻R6。其中电容C305的正极与二极管D5相连。二极管D5的作用是防止主电路输出WV正负极接反时损坏隔离电源。

该隔离电源DC-DC1的另一个正极端与15V电压连接，该正极端对应的负极端接地，该正极端、负极端连接的还有电容C307、去耦电容C308。

空载电压检测电路200还包括电阻R300至R306，电容C300、C301、C404以及可变电阻，电阻300的一端与主电路电压连接，另一端与电容C300连接，电阻R301一端与电容C300连接，另一端与线性光耦的二极管连接，电阻R302一端与电容C300连接，另一端与线性光耦的二极管连接，电阻R303一端与线性光耦连接另一端接地，电阻R304一端一端与线性光耦连接另一端与电容C301连接，可变电阻一端与电容C301连接，另一端与电阻R305连接，可变端与电阻R306连接，电容一端与电阻R306连接，另一端接地。

其中光耦U300起输出和控制电气隔离作用和将空载电压转换为电平信号，Vdtage_RT为输出电压的实时值，Vdtage_FT输出电压的平均值。

在空载状态下，由于该氩弧焊设备一直处于空载电压保护状态，脉宽一直处于封锁状态，根据辅助电压电路101，此时空载对应的WV电压为15V，方便程序的判断和控制。

图2是本发明所涉及的氩弧焊接设备处于工作状态时的引弧电流曲线图。如图2中所示，A状态表示氩弧焊接设备短路前的引弧电流。B状态表示氩弧焊接设备的短路点。C状态表示氩弧焊接设备短路后引弧电流缓慢上升。D状态表示氩弧焊接设备短路后，电流维持在一平稳水平。E状态表示氩弧焊接设备短路拉开。F状态表示氩弧焊接设备拉开后电流缓慢上升或缓慢下降。

以下将说明该氩弧焊接设备如何消除氩弧焊接过程中接触弧粘板的现象。

Step1:判断是否为氩弧焊状态，若是，采样WV对应的转换电平电压VOLTAGE_FT，

Step2:判断焊枪是否第一次短路，当VOLTAGE_FT<短路电压时，焊枪短路，此时判断短路次数，否则，则继续等待。

Step3:短路次数判断结束，将短路标志位置1，此时，在快速中断中将缓升焊接电流从零按线性增加至引弧电流

Step4：采样电流慢口，CURRENT_FT若采样值大于一定的值，则判断有电流，转向电流显示子程序，否则，显示预置电流。

Step5:判断是否焊枪拉开处于空载状态，若是，转step2，否则，焊枪拉开未断弧，判断焊接电流给定与40A进行比较，若大于40A，则调用缓升子程序，否则调用缓降子程序，缓升（缓降）子程序中电流线性缓升（缓降），最后达到给定焊接电流。

Step6：焊接时遇到短路，若是第一次短路转step2，若时间大于2分钟，转短路保护子程序，否则，继续正常电流给定。

Step7：若检测OT_VOLTAGE>报警电压，则为过热状态，脉宽封锁，显示ER2，一旦检测OT_VOLTAGE<2.5V转step1，若过流优先显示ER1，脉宽封锁，且不再恢复。

以下将结合图3详细说明该方法的实施过程。图3是本发明所涉及的氩弧焊接设备的工作流程图。

如图3中所示，首先301进入氩弧焊，然后302判断焊接枪（氩弧焊接设备）是否短路。如果302的判断结果是“是”，进入303判断是否为第一次短路；如果302的判断结果是“否”，进入303，此时电流如图2中的A状态所示。303判断是否为第一次短路的判断结果是“是”，进入304判断短路的次数是否大于15次。如果303的判断结果是“否”，进入309判断短路时间。

309判断短路时间是否大于1.7分钟，如果309的判断结果是“是”，进入310短路保护处理。进入310短路保护处理后，进一步判断焊枪是否开路311。如果311的判断结果是“是”，进入312，如果311的判断结果是“否”再次进入311。

312判断是否延时170ms，如果312的判断结果是“是”，此时电流如图2中的A状态所示，如果312的判断结果是“否”，则再次进入312。如果309的判断结果是“否”，进入313电流给定不变。

304判断短路的次数是否大于15次，如果304的判断结果是“是”，进入305，如果304的判断结果是“否”，进入314判断焊枪是否开路，如果314的判断结果是“是”，进入302，如果314的判断结果是“否”，进入304。

305判断线性缓升电流是否已升至40A，如果305的判断结果是“是”，进入306，如果305的判断结果是“否”，进入315判断是否为空载。如果315的判断结果是“是”，进入302；如果315的判断结果是“否”，进入305。

306判断焊枪拉开是不是空载，如果306的判断结果是“是”，进入307，此时电流如图2中的G状态所示；如果306的判断结果是“否”，进入301。

307判断缓升缓降是否至给定电流，如果307的判断结果是“是”，进入308；如果307的判断结果是“否”，进入316。316判断焊枪是否开路，如果316的判断结果是“是”，此时电流如图2中的A状态所示；如果316的判断结果是“否”，进入307。

308判断是否短路，如果308的判断结果是“是”，进入303；如果308的判断结果是“否”，进入317。

317判断是否为空载，如果317的判断结果是“是”，此时电流如图2中的A状态所示；如果317的判断结果是“否”，进入318。

318判断是否过热报警，如果318的判断结果是“是”，进入319；如果318的判断结果是“否”，进入313。

319电流给定为零后进入320。

320判断是否冷却恢复，如果320的判断结果是“是”，进入313；如果320的判断结果是“否”，进入319。

本说明书中所述的只是本发明的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的限制。凡本领域技术人员依本发明的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本发明的范围之内。

Claims

1.一种消除氩弧焊接触引弧粘板的设备，其特征在于，包括：主电路、辅助电压电路以及空载电压检测电路；所述辅助电压电路用以提供一辅助电压，当所述设备空载时使所述主电路电压无法输出，空载电压等于辅助电压；所述空载电压检测电路检测所述空载电压，根据所述空载电压值使所述设备短路。

2.如权利要求1所述的消除氩弧焊接触引弧粘板的设备，其特征在于，所述辅助电压电路包括一隔离电源，所述隔离电源的两端正极分别连接15V电压，所述隔离电压的两端负极分别接地。

3.如权利要求2所述的消除氩弧焊接触引弧粘板的设备，其特征在于，所述辅助电压电路的一端的正负极与第一去耦电容、第一滤波电容、一二级管、第一电阻、第二电阻连接。

4.如权利要求2所述的消除氩弧焊接触引弧粘板的设备，其特征在于，所述辅助电压电路的一端的正负极与第二去耦电容第二滤波电容连接。

5.如权利要求1所述的消除氩弧焊接触引弧粘板的设备，其特征在于，所述空载电压检测电路包括一线性光耦，用于输出和控制电气隔离并将所述空载电压转换为电平信号。

6.如权利要求5所述的消除氩弧焊接触引弧粘板的设备，其特征在于，所述空载电压检测电路还包括电阻R300至R306，电容C300、C301、C404以及可变电阻，所述电阻300的一端与所述主电路电压连接，另一端与所述电容C300连接，所述电阻R301一端与所述电容C300连接，另一端与所述线性光耦的二极管连接，所述电阻R302一端与所述电容C300连接，另一端与所述线性光耦的二极管连接，所述电阻R303一端与所述线性光耦连接另一端接地，所述电阻R304一端一端与所述线性光耦连接另一端与所述电容C301连接，所述可变电阻一端与所述电容C301连接，另一端与所述电阻R305连接，可变端与所述电阻R306连接，所述电容一端与所述电阻R306连接，另一端接地。

7.一种消除氩弧焊接触引弧粘板的方法，其特征在于，包括在一氩弧焊接设备的主电路上增加一辅助电源，当所述设备空载时使所述主电路电压无法输出，空载电压等于辅助电压；检测所述空载电压，根据所述空载电压值使所述设备短路。