CN104014904A - 可自动调整焊接电流的焊接设备和焊接电流控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可自动调整焊接电流的焊接设备和控制方法，方法包括：人机交互界面接收焊接工艺参数的输入，并输出所述焊接工艺参数至主控制器；测温仪测量经焊枪送出的焊丝的实时温度，并将所述实时温度转化为电信号反馈至主控制器，主控制器获取焊丝温度；所述主控制器接收所述焊接工艺参数，并调用存储的焊接工艺参数与焊丝熔化所需热量之间的对应关系数据获得焊丝熔化所需热量，再根据获得的所述焊丝熔化所需热量及焊丝温度计算出焊接过程所需的焊接电流，并控制焊机输出所述焊接电流。焊接设备根据焊丝温度自动控制焊接过程中焊机输出的焊接电流，控制过程更加简单方便，准确且具有实时性，可有效提高焊接质量以及生产效率。

Description

可自动调整焊接电流的焊接设备和焊接电流控制方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种可自动调整焊接电流的焊接设备和焊接电流控制方法。

背景技术

熔池是指因焊弧热而熔化成池状的母材部分（所谓母材是指在焊接工程中被焊接的材料，即焊件），熔焊时，焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分叫做熔池。通常情况下，熔池温度直接影响焊接质量，熔池温度高，熔池较大，铁水流动性好，易于熔合，但熔池温度过高时，铁水易下淌，单面焊双面成形的背面易烧穿，形成焊瘤，成形也难控制，且接头塑性下降，弯曲易开裂。熔池温度低时，熔池较小，铁水较暗，流动性差，易产生未焊透，未熔合，夹渣等缺陷。

熔池温度与焊接工艺参数有着密切关系，焊接工艺参数是指为获得质量优良焊接接头而选定的物理量的总称，包括焊接电流、焊丝直径、焊接速度、焊弧长度和焊接层数等，其中焊接电流和焊丝直径起到主要作用，焊丝直径一般根据焊件的厚度确定。另外，焊接工艺参数选择是否合理，对焊接质量和生产效率都有很大影响，其中焊接电流的选择最为重要。

现有技术中，焊接电流的控制全凭焊接人员经验进行调整，不具备实时性，同时焊接过程中对经验的依赖性较大，无法实现焊接电流的自动控制，从而影响到熔池温度控制的精确性。

发明内容

鉴于现有技术中焊接电流的控制输出存在着依赖于人为经验，不具有实时性、准确性且过程复杂的缺陷，本发明提供一种可自动调整焊接电流的焊接设备和焊接电流控制方法，以克服现在技术的缺陷，提高焊接质量。

本发明是通过以下技术方案实现的：

根据本发明的第一方面，本发明首先提供一种可自动调整焊接电流的焊接设备，焊接设备包括焊机和焊枪，焊机具有用于连接外电源的输入端口和用于连接焊枪的输出端口；

焊机包括人机交互界面、外围电路以及主控制器，人机交互界面和外围电路分别与主控制器连接，焊枪内设置有与主控制器连接的测温仪,主控制器内存储有焊接工艺参数与焊丝熔化所需热量之间的对应关系数据；

测温仪用于测量经焊枪输出的焊丝的温度，并将测得的焊丝温度转换为电信号反馈给主控制器，主控制器获取焊丝温度；

人机交互界面用于焊接工艺参数的输入，并输出焊接工艺参数至主控制器；

主控制器接收焊接工艺参数，并调用存储的对应关系数据获得焊丝熔化所需热量，再根据焊丝熔化所需热量及焊丝温度计算出焊接过程所需的焊接电流，并控制焊机输出焊接电流。

优选地，测温仪为温度传感器或红外线测温仪。

其中，作为其中一种实施方式，外围电路包括：整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、驱动电路以及反馈电路，所述整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路以及交直流控制电路依次连接，主控制器与滤波电路连接，驱动电路串联连接于主控制器与逆变电路之间，反馈电路串联连接于主控制器与交直流控制电路之间，整流电路的输入端与焊机的输入端口连接，交直流控制电路的输出端与焊机的输出端口连接；驱动电路用于驱动逆变电路工作，反馈电路用于采集交直流控制电路的输出信号，主控制器根据反馈电路反馈的信号控制焊枪工作。

作为另一种实施方式，外围电路包括：EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、第一驱动电路以及第二驱动电路，EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路以及交直流控制电路依次连接，EMI电路的输入端与所述焊机的输入端口连接，交直流控制电路的输出端与焊机的输出端口连接，第一驱动电路串联连接于逆变电路与主控制器之间，第二驱动电路串联连接于交直流控制电路与主控制器之间，主控制器还与EMI电路、整流电路、滤波电路、二次整流电路以及焊机的输出端口连接，主控制器通过第二驱动电路实时驱动交直流控制电路输出交流电或直流电，从而驱动焊枪工作。

优选地，所述第一驱动电路包括：正电源电路、负电源电路、隔离电路、控制信号器、电压检测电路、电流检测电路、门极驱动和大功率器件；大功率器件的集电极端设有电压检测点，发射极端设有电流检测点；正电源电路、负电源电路和隔离电路分别与控制信号器的输入端串联，控制信号器的输入端还信号连接主控制器；控制信号器的输出端分别串联电压检测电路、电流检测电路和门极驱动，门极驱动控制第一大功率器件的门极；大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联电压检测电路和逆变电路，大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联电流检测电路和高频变压器。

优选地，所述第二驱动电路包括第一、第二、第三和第四驱动单元，每个驱动单元都包括一正电源电路、一负电源电路、一隔离电路、一控制信号器、一电压检测电路、一电流检测电路、一门极驱动和一大功率器件；每个大功率器件的集电极端都设有电压检测点，发射极端都设有电流检测点；正电源电路、负电源电路和隔离电路分别与控制信号器的输入端串联，控制信号器的输入端还信号连接主控制器；控制信号器的输出端分别串联电压检测电路、电流检测电路和门极驱动，门极驱动控制大功率器件的门极；

第一和第三驱动单元中，每个大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联交直流控制电路和对应驱动单元中的电压检测电路，每个大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联高频变压器和对应驱动单元中的电流检测电路；

第二和第四驱动单元中，每个大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联高频变压器和对应驱动单元中的电压检测电路，每个大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联交直流控制电路和对应驱动单元中的电流检测电路；

第一驱动单元中的大功率器件的发射极还串联第二驱动单元中的大功率器件的集电极；第三驱动单元中的大功率器件的发射极还串联第四驱动单元中的大功率器件的集电极。

根据本发明的第二方面，本发明还提供一种上述焊接设备进行自动调整焊接电流的控制方法，所述控制方法包括：

人机交互界面接收焊接工艺参数的输入，并输出焊接工艺参数至主控制器；

测温仪测量经焊枪送出的焊丝的实时温度，并将实时温度转化为电信号反馈至主控制器，主控制器获取焊丝温度；

主控制器接收焊接工艺参数，并调用存储的焊接工艺参数与焊丝熔化所需热量之间的对应关系数据获得焊丝熔化所需热量，再根据获得的所述焊丝熔化所需热量及所述焊丝温度计算出焊接过程所需的焊接电流，并控制焊机输出焊接电流。

优选地，获得焊丝熔化所需的热量具体包括如下步骤：

主控制器根据人机交互界面输出的焊丝直径和焊丝长度计算出焊丝体积；

主控制器调用存储的焊丝体积与焊丝熔化所需热量二者之间的对应关系数据，获取焊丝熔化所需热量。

优选地，计算出焊接过程所需的焊接电流具体包括如下步骤：

主控制器获取焊丝温度，并根据焊丝温度计算出焊丝自身携带的热量；

主控制器计算焊丝自身携带的热量与焊丝熔化所需热量二者之间的热量差；

主控制器根据热量差计算出焊接过程所需的焊接电流。

优选地，测温仪为温度传感器或红外线测温仪。

本发明的焊接设备利用所述的控制方法，根据测温仪测量的焊丝温度自动控制焊接过程中焊机输出的焊接电流，相对于凭经验调节焊接电流来说，控制过程更加简单方便，准确且具有实时性，从而保证在焊接过程中，主要依赖于焊接电流这一焊接工艺参数的熔池温度更加适宜，进而可有效提高焊接质量以及生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例一中外围电路的结构示意图之一；

图2为本发明实施例一中外围电路的结构示意图之二；

图3为本发明实施例一中的第一驱动电路的结构示意图；

图4为本发明实施例一中的第二驱动电路的结构示意图之一；

图5为本发明实施例一中的第二驱动电路的结构示意图之二；

图6为本发明实施例二中控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。

在对本发明作进一步说明之前，先介绍影响焊接质量的相关背景及在焊接过程中，影响熔池温度的焊接工艺参数。影响熔池温度的焊接工艺参数包括焊丝直径、焊接电流、电弧电压和焊接速度的选择，其中，合理选择焊接电流与焊丝直径，更易于控制熔池温度，是焊缝成形的基础。

1、焊丝直径

通常，在焊接之前，焊接人员根据焊件厚度、焊接位置、接头形式和焊接层数等选择焊丝直径。对于厚度较大的焊件，搭接和T形接头的焊缝应选用直径较大的焊丝；对于小坡口焊件，为了保证底层的熔透，宜采用较细直径的焊丝，如打底焊时一般选用直径为2.5mm或3.2mm的焊丝。不同的焊接位置，选用的焊丝直径也不同，通常平焊时选用较粗的直径为4.0～6.0mm的焊丝；立焊、仰焊和横焊时，选用的焊丝直径不超过4.0mm，以免熔池过大，使熔化金属和熔渣下流。对于特殊钢材，需要小工艺参数焊接时可选用小直径焊丝。

平板对接中，根据焊件厚度选择焊丝直径时，可参考表1，对于重要结构应根据规定的热输入确定焊接电流范围。

焊件厚度/mm

≤1.5

2

3

4～7

8～12

≥13

焊丝直径/mm

1.6

1.6～2.0

2.5～3.2

3.2～4.0

4.0～5.0

4.0～5.8

表1

2、焊接电流

焊接电流是焊接工艺参数中的主要工艺参数，焊接人员在焊接操作过程中通过焊接设备调节的只有焊接电流，而焊接速度和电弧电压都是由焊接人员根据自身经验人工控制。焊接电流的选择直接影响着焊接质量和劳动生产率，焊接电流越大，熔深越大，焊丝熔化快，焊接效率也高，但是焊接电流太大时，飞溅和烟雾大，焊丝尾部易发红，部分涂层要失效或崩落，而且容易产生咬边、焊瘤、烧穿等缺陷，增大焊件变形，还会使接头热影响区晶粒粗大，焊接接头的韧性降低；焊接电流太小，则引弧困难，焊丝容易粘连在工件上，电弧不稳定，易产生未焊透、未熔合、气孔和夹渣等缺陷，且生产率低。

一般情况下，焊接人员根据焊件厚度、焊接位置、接头形式和焊接层数等选定焊丝直径后，再根据焊丝直径进行焊接电流的初步选择，焊接电流初步选定后，以初步选择的焊接电流为准进行试焊，试焊过程中，还要根据焊接质量通过焊接设备适时调整，才可最终确定。对于有力学性能要求的如锅炉、压力容器等重要结构，要经过焊接工艺评定合格以后，才能最后确定焊接电流等工艺参数。选择焊接电流时，首先应保证焊接质量，其次应尽量采用较大的电流，以提高生产效率。焊接电流与焊丝直径、焊接位置和焊道层次的关系如下：

（1）焊丝直径：焊丝直径越粗，焊接电流越大，焊接电流与焊丝直径的关系可参考表2。

焊丝直径/mm	1.6	2.0	2.5	3.2	4.0	5.0	5.8
								焊接电流/A	25～40	40～70	70～90	100～130	160～200	200～270	260～300

表2

（2）焊接位置：平焊位置时，可选择偏大一些焊接电流；非平焊位置焊接时，如横、立、仰焊位置时，焊接电流应比平焊位置小10～20%。角焊电流比平焊电流稍大一些。

（3）焊道层次：打底及单面焊双面成型，为保证背面焊道的质量，使用的电流要小一些；填充焊道时，为提高效率，保证熔合好，使用较大的电流；焊接盖面焊道时，防止咬边和保证焊道成形美观，使用的电流稍小些。

3、电弧电压

电弧电压指焊接电压，主要决定于焊弧长度，焊弧长，则电弧电压高；反之，则低。

在焊接过程中，一般希望弧长始终保持一致，而且尽可能用短弧焊接，否则会出现电弧燃烧不稳定、飞溅大、熔深浅及产生咬边、气孔等缺陷，若电弧太短，容易粘焊丝，这里，所谓短弧是指弧长焊丝直径的0.5～1.0倍，超过这个限度即为长弧。一般情况下，电弧长度等于焊丝直径的0.5～1倍为好，相应的电弧电压为16—25V。碱性焊丝的电弧长度不超过焊丝的直径，为焊丝直径的一半较好，尽可能地选择短弧焊；酸性焊丝的电弧长度应等于焊丝直径。

4、焊接速度

焊接速度是指焊接过程中焊丝沿焊接方向移动的速度，即单位时间内完成的焊缝长度。在保证焊缝所要求尺寸和质量的前提下，由焊接人员凭经验灵活掌握，焊件越薄，焊接速度应越高。焊接速度过快会造成焊缝变窄，严重凸凹不平，容易产生咬边及焊缝波形变尖，易造成未焊透，未熔合，焊缝成型不良好等缺陷；焊接速度过慢会使焊缝变宽，余高增加，热影响区加宽，晶粒粗大，变形也大；焊接速度还直接决定着热输入量的大小，一般要通过试验来确定既可不产生焊接裂纹、又能保证接头性能合格的热输入范围。允许的热输入范围越大，越便于焊接操作。

其中，焊接速度以及电弧电压与焊接人员的运条习惯有关，不用强制要求，但是根据经验公式，可知当电流小于600A时，电压取20＋0.04I。当电流大于600A时电压取44V。

另外，重要的焊接结构，如锅炉、压力容器等，所制定的焊接工艺需要进行焊接工艺评定，按所设计的焊接工艺而焊得的试板的焊接质量和接头性能达到技术要求后，才能正式确定。焊接施工时，必须严格按规定的焊接工艺进行，不得随意更改。焊前严格按照说明书的规定进行烘焙，清除焊件上的油污、水分，减少焊缝中氢的含量；焊时选择合理的焊接工艺参数和热输入，减少焊缝的淬硬倾向；焊后立即进行消氢处理，使氢从焊接接头中逸出。对于淬硬倾向高的钢材，焊前预热、焊后及时进行热处理，改善接头的组织和性能，采用降低焊接应力的各种工艺措施。

由此可见，焊丝直径在焊接之前根据焊件厚度已经基本确定，并在焊接过程中无需调整，而电弧电压和焊接速度则是根据焊接人员自身的运条习惯及经验灵活控制，三者的确定由焊接人员灵活控制。对于焊接电流，一方面，在根据焊丝直径和经验初步选定后，还需要经过多次试焊，检查焊缝的成形和缺陷，才能够最终确定，使得焊接电流的选择不具有实时性，另一方面，焊接过程中，焊接设备不能自动根据焊接操作的不断进行灵活控制焊接电流的输出，无法保证焊接时具有最适宜的熔池温度，从而影响焊接质量。

本发明正是基于上述现有技术中焊接电流的控制输出存在着依赖于人为经验，不具有实时性、准确性且过程复杂的缺陷而提出的。本发明可实现焊接电流的自动控制，在控制焊接电流时具有实时性，且更加准确方便，从而提高熔池温度控制的精确性，进而可有效提高焊接质量以及生产效率。

实施例一

本实施例首先提供一种可自动调整焊接电流的焊接设备，焊接设备包括焊机和焊枪，焊机具有用于连接外电源的输入端口和用于连接焊枪的输出端口，焊机包括人机交互界面、外围电路以及主控制器，人机交互界面和外围电路分别与主控制器连接，焊枪内设置有与主控制器连接的测温仪，主控制器内存储有焊接工艺参数与焊丝熔化所需热量之间的对应关系数据；

测温仪用于测量经焊枪输出的焊丝的温度，并将测得的焊丝温度转换为电信号反馈给主控制器，主控制器获取焊丝温度；

人机交互界面用于焊接工艺参数的输入，并输出焊接工艺参数至主控制器；

主控制器接收焊接工艺参数，并调用存储的对应关系数据获得焊丝熔化所需热量，再根据焊丝熔化所需热量及焊丝温度计算出焊接过程所需的焊接电流，并控制焊机输出焊接电流；

作为一种优选实施方式，焊接工艺参数包括焊丝直径和焊丝长度，测温仪为温度传感器或红外线测温仪。

焊接工艺参数与焊丝熔化所需热量之间的对应关系具体表现为焊丝体积与焊丝熔化所需热量之间的对应关系，对于某一固定种类的焊丝，焊丝体积与焊丝熔化热量之间是一一对应的关系，现有技术中已经存在焊丝体积与焊丝熔化热量二者的对应关系，因此，这里不再对焊丝体积与焊丝熔化热量二者的对应关系进行详述。

本发明实施例中，对于焊丝体积与焊丝熔化热量二者的对应关系数据，其对应关系数据可以以对应关系表的格式在焊接设备出厂时配置于主控制器中存储，也可以由操作人员根据使用实际情况输入至主控制器中存储；当然，焊丝体积与焊丝熔化热量二者的对应关系数据，也可以用其他格式的数据形式存储于主控制器内。

其中，请参考图1，作为其中一种实施方式，外围电路包括：整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、驱动电路以及反馈电路，所述整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路以及交直流控制电路依次连接，主控制器与滤波电路连接，驱动电路串联连接于主控制器与逆变电路之间，反馈电路串联连接于主控制器与交直流控制电路之间，整流电路的输入端与焊机的输入端口连接，交直流控制电路的输出端与焊机的输出端口连接；驱动电路用于驱动逆变电路工作，反馈电路用于采集交直流控制电路的输出信号，主控制器根据反馈电路反馈的信号控制焊枪工作。

上述实施方式中外围电路，主控制器需要通过反馈电路事先采集交直流控制电路的输出信号才能控制焊枪工作，属于被动式控制，为此，本发明还提供一种主动式控制外围电路。

请参考图2，作为另一种优选实施方式，外围电路包括：EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、第一驱动电路以及第二驱动电路，EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路以及交直流控制电路依次连接，EMI电路的输入端与所述焊机的输入端口连接，交直流控制电路的输出端与焊机的输出端口连接，第一驱动电路串联连接于逆变电路与主控制器之间，第二驱动电路串联连接于交直流控制电路与主控制器之间，主控制器还与EMI电路、整流电路、滤波电路、二次整流电路以及焊机的输出端口连接，主控制器通过第二驱动电路实时驱动交直流控制电路输出交流电或直流电，从而驱动焊枪工作。

本实施例中，如图3所示，第一驱动电路包括：正电源电路、负电源电路、隔离电路、控制信号器、电压检测电路、电流检测电路、门极驱动和大功率器件；大功率器件的集电极端设有电压检测点，发射极端设有电流检测点；正电源电路、负电源电路和隔离电路分别与控制信号器的输入端串联，控制信号器的输入端还信号连接主控制器；控制信号器的输出端分别串联电压检测电路、电流检测电路和门极驱动，门极驱动控制第一大功率器件的门极；大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联电压检测电路和逆变电路，大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联电流检测电路和高频变压器。

依次经整流电路、滤波电路和逆变电路整流、滤波和逆变后的电源通过电压检测点输入大功率器件的集电极，主控制器与控制信号器之间可以进行通信，从而使第一驱动电路驱动逆变电路，电流检测电路和电压检测电路具有电路保护作用。其中，第一大功率器件可以优选选用IGBT。

本实施例中，如图4和5所示，第二驱动电路包括第一、第二、第三和第四驱动单元，每个驱动单元都包括一正电源电路、一负电源电路、一隔离电路、一控制信号器、一电压检测电路、一电流检测电路、一门极驱动和一大功率器件；每个大功率器件的集电极端都设有电压检测点，发射极端都设有电流检测点；正电源电路、负电源电路和隔离电路分别与控制信号器的输入端串联，控制信号器的输入端还信号连接主控制器；控制信号器的输出端分别串联电压检测电路、电流检测电路和门极驱动，门极驱动控制大功率器件的门极；

第一和第三驱动单元中，每个大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联交直流控制电路和对应驱动单元中的电压检测电路，每个大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联高频变压器和对应驱动单元中的电流检测电路；

第二和第四驱动单元中，每个大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联高频变压器和对应驱动单元中的电压检测电路，每个大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联交直流控制电路和对应驱动单元中的电流检测电路；

第一驱动单元中的大功率器件的发射极还串联第二驱动单元中的大功率器件的集电极；第三驱动单元中的大功率器件的发射极还串联第四驱动单元中的大功率器件的集电极。

第二驱动电路中的四个大功率器件可以优选选用IGBT。二次整流电路整流后的电源的正极通过交直流控制电路分别连接第一驱动单元和第三驱动单元中的大功率器件的集电极，二次整流后的电源的负极则通过交直流控制电路分别连接第二驱动单元和第四驱动单元中的大功率器件的发射极。当主控制器发送信号至控制信号器，控制第一驱动单元及第四驱动单元中的大功率器件导通时，第二驱动电路输出直流电源；当主控制器发送信号至控制信号器，控制第一及第四驱动单元中的两个大功率器件形成的组合与第二和第三驱动单元中的两个大功率器件形成的组合轮流导通时，第二驱动电路输出交流电源；当主控制器发送信号至控制信号器，控制第一和第四驱动单元中的大功率器件间歇导通时，第二驱动电路输出脉冲电源。

其中，高频电压器作为第一和第二驱动电路中负载，与图1和2所示的高频变压器相同，第二驱动电路中的交直流控制电路为图2所示交直流控制电路。第二驱动电路中，四个驱动单元之间通过隔离电路分隔开各电压的基准点。图5中，第三和第四驱动单元的结构与第一和第二驱动单元的相同，因而该图中没有全部画出。

本实施方式中，主控制器不需要通过反馈电路事先采集交直流控制电路的输出信号再控制焊枪工作，而是可以通过第二驱动电路直接驱动交直流控制电路，使焊枪工作，将被动式控制变为主动控制，有效提高了焊接设备的工作效率。

实施例二

请参考图6，本实施例再提供一种自动调整焊接电流的控制方法，该控制方法应用于实施例一中的焊接设备中，本实施例中，焊接设备的电路结构与实施例一相同，这里不再赘述。

本实施例提供的一种自动调整焊接电流的控制方法，包括：

人机交互界面接收焊接工艺参数的输入，并输出焊接工艺参数至主控制器；

测温仪测量经焊枪送出的焊丝的实时温度，并将实时温度转化为电信号反馈至主控制器，主控制器获取焊丝温度；

主控制器接收焊接工艺参数，并调用存储的焊接工艺参数与焊丝熔化所需热量之间的对应关系数据获得焊丝熔化所需热量，再根据获得的焊丝熔化所需热量及焊丝温度计算出焊接过程所需的焊接电流，并控制焊机输出焊接电流。

作为优选，焊接工艺参数包括焊丝直径和焊丝长度。

作为优选，获得焊丝熔化所需的热量具体包括如下步骤：

主控制器根据人机交互界面输出的焊丝直径和焊丝长度计算出焊丝体积；

主控制器调用存储的焊丝体积与焊丝熔化所需热量二者之间的对应关系数据，获取焊丝熔化所需热量。

作为优选，计算出焊接过程所需的焊接电流具体包括如下步骤：

主控制器获取焊丝温度，并根据焊丝温度计算出焊丝自身携带的热量；

主控制器计算焊丝自身携带的热量与焊丝熔化所需热量二者之间的热量差；

主控制器根据热量差计算出焊接过程所需的焊接电流。

作为优选，测温仪可以优选选用温度传感器或红外线测温仪。

其中，焊丝体积与焊丝熔化热量二者的对应关系数据的表现形式以及存储于主控制器的方式与实施例一相同，这里不再赘述。

需要指出的是，上述控制方法中主控制器接收到焊接工艺参数后，可先进行焊丝熔化所需热量的获取，再获取测温仪测量的焊丝温度；或可先获取测温仪测量的焊丝温度，再进行焊丝熔化所需热量的获取；又或者焊丝熔化所需热量的获取与焊丝温度的获取同时进行。

利用上述实施例中的控制方法，焊接设备可自动调整焊接过程中输出的焊接电流，控制过程简单方便，准确且具有实时性，有效提高熔池温度控制的精确性，以及有效提高地焊接质量与生产效率。

上述实施例中提到的内容为本发明较佳的实施方式，并非是对本发明的限定，在不脱离本发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种可自动调整焊接电流的焊接设备，包括焊机和焊枪，所述焊机具有用于连接外电源的输入端口和用于连接焊枪的输出端口，其特征在于：

所述焊机包括人机交互界面、外围电路以及主控制器，人机交互界面和外围电路分别与主控制器连接，所述焊枪内设置有与主控制器连接的测温仪, 所述主控制器内存储有焊接工艺参数与焊丝熔化所需热量之间的对应关系数据；

所述测温仪用于测量经焊枪输出的焊丝的温度，并将测得的焊丝温度转换为电信号反馈给主控制器，主控制器获取焊丝温度； 

所述人机交互界面用于焊接工艺参数的输入，并输出所述焊接工艺参数至主控制器；

所述主控制器接收所述焊接工艺参数，并调用存储的所述对应关系数据获得焊丝熔化所需热量，再根据所述焊丝熔化所需热量及所述焊丝温度计算出焊接过程所需的焊接电流，并控制焊机输出所述焊接电流。

2. 根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于：所述测温仪为温度传感器或红外线测温仪。

3. 根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述外围电路包括：整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、驱动电路以及反馈电路，所述整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路以及交直流控制电路依次连接，所述主控制器与滤波电路连接，驱动电路串联连接于主控制器与逆变电路之间，反馈电路串联连接于主控制器与交直流控制电路之间，所述整流电路的输入端与所述焊机的输入端口连接，所述交直流控制电路的输出端与所述焊机的输出端口连接；所述驱动电路用于驱动逆变电路工作，所述反馈电路用于采集交直流控制电路的输出信号，主控制器根据反馈电路反馈的信号控制焊枪工作。

4. 根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述外围电路包括EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路、交直流控制电路、第一驱动电路以及第二驱动电路，所述EMI电路、整流电路、滤波电路、逆变电路、高频变压器、二次整流电路以及交直流控制电路依次连接，所述EMI电路的输入端与所述焊机的输入端口连接，所述交直流控制电路的输出端与所述焊机的输出端口连接，所述第一驱动电路串联连接于逆变电路与主控制器之间，所述第二驱动电路串联连接于交直流控制电路与主控制器之间，所述主控制器还与EMI电路、整流电路、滤波电路、二次整流电路以及所述焊机的输出端口连接，主控制器通过第二驱动电路实时驱动交直流控制电路输出交流电或直流电，驱动焊枪工作。

5. 根据权利要求4所述的焊接设备，其特征在于，所述第一驱动电路包括：正电源电路、负电源电路、隔离电路、控制信号器、电压检测电路、电流检测电路、门极驱动和大功率器件；大功率器件的集电极端设有电压检测点，发射极端设有电流检测点；正电源电路、负电源电路和隔离电路分别与控制信号器的输入端串联，控制信号器的输入端还信号连接主控制器；控制信号器的输出端分别串联电压检测电路、电流检测电路和门极驱动，门极驱动控制大功率器件的门极；大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联电压检测电路和逆变电路，大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联电流检测电路和高频变压器。

6. 根据权利要求4所述的焊接设备，其特征在于，所述第二驱动电路包括第一、第二、第三和第四驱动单元，每个驱动单元都包括一正电源电路、一负电源电路、一隔离电路、一控制信号器、一电压检测电路、一电流检测电路、一门极驱动和一大功率器件；每个大功率器件的集电极端都设有电压检测点，发射极端都设有电流检测点；正电源电路、负电源电路和隔离电路分别与控制信号器的输入端串联，控制信号器的输入端还信号连接主控制器；控制信号器的输出端分别串联电压检测电路、电流检测电路和门极驱动，门极驱动控制大功率器件的门极；

第一和第三驱动单元中，每个大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联交直流控制电路和对应驱动单元中的电压检测电路，每个大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联高频变压器和对应驱动单元中的电流检测电路；

第二和第四驱动单元中，每个大功率器件的集电极通过电压检测点分别串联高频变压器和对应驱动单元中的电压检测电路，每个大功率器件的发射极通过电流检测点分别串联交直流控制电路和对应驱动单元中的电流检测电路；

第一驱动单元中的大功率器件的发射极还串联第二驱动单元中的大功率器件的集电极；第三驱动单元中的大功率器件的发射极还串联第四驱动单元中的大功率器件的集电极。

7. 一种如权利要求1-6中任一所述的焊接设备进行自动调整焊接电流的控制方法，所述控制方法包括：

人机交互界面接收焊接工艺参数的输入，并输出所述焊接工艺参数至主控制器；

测温仪测量经焊枪送出的焊丝的实时温度，并将所述实时温度转化为电信号反馈至主控制器，主控制器获取焊丝温度；

所述主控制器接收所述焊接工艺参数，并调用存储的焊接工艺参数与焊丝熔化所需热量之间的对应关系数据获得焊丝熔化所需热量，再根据获得的所述焊丝熔化所需热量及所述焊丝温度计算出焊接过程所需的焊接电流，并控制焊机输出所述焊接电流。

8. 根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述获得焊丝熔化所需热量具体包括如下步骤：

主控制器根据人机交互界面输出的焊丝直径和焊丝长度计算出焊丝体积；

主控制器调用存储的焊丝体积与焊丝熔化所需热量二者之间的对应关系数据，获取焊丝熔化所需热量。

9. 根据权利要求6-8中任一所述的控制方法，其特征在于，所述计算出焊接过程所需的焊接电流具体包括如下步骤：

主控制器获取所述焊丝温度，并根据所述焊丝温度计算出焊丝自身携带的热量；

主控制器计算所述焊丝自身携带的热量与所述焊丝熔化所需热量二者之间的热量差；

主控制器根据所述热量差计算出焊接过程所需的焊接电流。

10. 根据权利要求6-8中任一所述的控制方法，其特征在于：所述的测温仪为温度传感器或红外线测温仪。