CN105008082B

CN105008082B - 以具有单一焊接模式的电源供应器焊接的方法和系统

Info

Publication number: CN105008082B
Application number: CN201480014525.9A
Authority: CN
Inventors: J·A·丹尼尔; S·R·彼得斯
Original assignee: Lincoln Global Inc
Current assignee: Lincoln Global Inc
Priority date: 2013-03-13
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2017-09-29
Anticipated expiration: 2034-03-12
Also published as: WO2014140733A2; BR112015022894A2; DE212014000076U1; CN105008082A; JP3203250U; KR20150004119U; US20140263237A1; US9623505B2; WO2014140733A3

Abstract

一种焊接电源供应器和方法被提供，所述焊接电源供应器具有在其控制器(118)中的单一焊接模式，以使所述电源供应器能够从全DCEN输出到AC输出到全DCEP输出来改变，而不必改变焊接模式。

Description

以具有单一焊接模式的电源供应器焊接的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于焊接的系统和方法。更具体地，本主题的发明涉及使用不同的焊接技术但是使用单一焊接模式来焊接的系统和方法。

背景技术

众所周知，现今的焊接电源供应器可以被使用来在不同的焊接模式下焊接。例如，电源供应器可以能够在DC电极正(DCEP)模式、DC电极负(DCEN)模式或AC模式下焊接。对于不同的焊接过程这些模式中的每个具有不同的优点和缺点。有时，可能必要的是，基于期望的焊接参数或性能，在焊接期间在多个焊接模式之间切换。对于现有电源供应器，该切换要求电源切换焊接模式(就是说从一个焊接程序切换到另一个)。当该切换在焊接操作期间发生时，在电源供应器切换模式的同时有延迟，并且该延迟会引起焊接波形中的干扰，并且在焊接期间会导致焊接飞溅，或者其他不利的事件的创建。因此，在焊接期间切换焊接模式会导致焊缝问题。

通过将常规的、传统的以及已提出的手段与如在本申请的其余部分中参照附图所阐述的本发明的实施方案相比，对本领域技术人员来说这样的手段的进一步的局限性和缺点将会变得明晰。

发明内容

当在弧焊中使用单一焊接模式时为了改善焊缝，本发明提出一种焊接电源供应器以及一种焊接方法。优选的实施方案可以从独立权利要求获得。本发明的实施方案包括弧焊的系统和方法，其中在电源供应器中利用单一焊接模式来创建多个单独且相异的焊接过程波形而不必在所述电源供应器的控制器之内切换焊接模式。

所要求保护的本发明的这些和其他特点以及图示说明的本发明的实施方案的细节将会在如下的说明书和附图中被更加完整地理解。

附图简要描述

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施方案，本发明的上述和/或其他方面将会更加明晰，在所述附图中：

图1是根据本发明的示例性实施方案的焊接系统的图示表征；

图2A至图2C是各种不同的焊接波形的图示表征；

图3A和3B是可以由本发明的示例性实施方案创建的焊接波形的图示表征；

图4是波形轮廓的图示表征，所述波形轮廓示出根据本发明的示例性实施方案的单一焊接模式的示例性数据点；

图5A是根据本发明的示例性实施方案的另一个波形的图示表征；以及

图5B是本发明的实施方案的控制方法的图示表征。

具体描述

现在将在下面通过参照所附的附图描述本发明的示例性实施方案。所描述的示例性实施方案意图帮助理解本发明，而不意图以任何方式限制本发明的范围。相似的参考编号在通篇中涉及相似的要素。

图1是根据本发明的示例性实施方案的焊接系统100的图示说明性实施方案。焊接系统包括焊接电源供应器110，所述焊接电源供应器110通过焊条(electrode)E将焊接波形递送到焊炬130和工件W以产生焊接电弧A。焊条E经由焊丝送进器150递送以进行焊接操作。焊丝送进器150可以是这样的任何已知的构造，即它能够将焊条E递送到焊缝，并且，在一些实施方案中，焊丝送进器150可以基于来自电源供应器110的信号来调整焊条E的焊丝送进速度——这将在下面被更详细地讨论。

系统100还包括移动装置160，所述移动装置160能够移动工件W或导电嘴(contacttip)或二者。这样的移动装置一般地是已知的并且可以包括机器人、焊接跟踪器单元等。在本发明的示例性实施方案中，移动装置能够根据在焊接操作期间接收到的命令来调整或改变焊接操作的行进速度。如图1所示，命令来自电源供应器110中的控制器118。然而，在其他示例性实施方案中，在电源供应器110外部的单独的系统控制器可以被使用，所述单独的系统控制器控制系统100中的部件(包括电源供应器110、焊丝送进器150和移动装置160)的操作。

电源供应器110的一般构造可以类似于能够进行GMAW/MIG型焊接操作的已知的电源供应器的一般构造，只要电源供应器110能够如本文所描述的运行和操作。例如，电源供应器110可以被构造为类似于由俄亥俄州克利夫兰市的林肯电气公司制造的Power 型电源供应器的一般构造。当然，本发明的实施方案不限于这样的构造，并且这仅意图是示例性的。

如图1所示，电源供应器110能够通过L1、L2和L3接收输入信号。图1描绘三相输入，但其他实施方案可以仅利用单相输入。电源供应器110包括功率转换单元112，所述功率转换单元112能够接收输入信号并且将一信号输出到输出电路(例如输出逆变器114)，以使电源供应器110的输出能够维持焊接电弧。功率转换单元112可以由许多不同的部件构成。例如，它可以由整流电路和升降压电路构成，所述升降压电路接收被整流的信号并且将恒定电压输出到输出逆变器114。当然，在其他示例性实施方案中，输出逆变器114可以是斩波器，或者能够与功率转换单元112一起工作来输出焊接信号的任何其他类型的输出电路。电源供应器110还包括波形发生器116，所述波形发生器116是这样的电路，所述电路帮助控制功率转换单元112和输出逆变器114中的至少一个或二者的输出来提供期望的焊接波形以被用来产生电弧A。例如，波形发生器116，其与功率转换电路112和输出逆变器114(或者无论何种输出部件被利用)中的一个或二者耦合，可以被用来产生期望的电流波形，所述期望的电流波形在焊接期间被用来创建并且保持电弧A。此外，电源供应器具有控制器118，所述控制器118可以是能够控制电源供应器110的功能和操作的任何类型的CPU或处理器型装置。这样的控制器一般地是已知的。在示例性实施方案中，控制器接收来自电流反馈电路120和电压反馈电路122的反馈，所述电流反馈电路120和电压反馈电路122在焊接操作期间(分别)提供来自焊接电弧A的电流和电压反馈。利用该反馈，控制器118能够调整并且最优化电源供应器110的性能以提供期望的输出。这将在下面被进一步讨论。

如图1所示，在一些实施方案中，控制器118还被耦合到焊丝送进器150，所述焊丝送进器150在焊接操作期间允许控制器接收来自焊丝送进器150的反馈以及控制焊丝送进器150的操作，例如焊丝送进速度。

在本发明的示例性实施方案中，控制器118或者包含存储装置或者被耦合到存储装置，所述存储装置储存用于电源供应器的操作的信息。为了本讨论的目的，控制器118将被看作是控制器系统，所述控制器系统包含处理能力以及储存能力。在已知的电源供应器中，控制器118储存关于各种焊接模式的信息，所述各种焊接模式能够被电源供应器利用于焊接操作。根据本发明的实施方案的电源供应器也使用控制器118来储存关于焊接的信息，这将在下面被进一步描述。

为了本申请的目的，焊接模式是包含起始逻辑、稳态逻辑和结束逻辑以及各种数据点的程序，所述程序为给定的焊接过程产生焊接输出波形。例如，DCEP焊接模式是包含用于起始、产生以及结束具有DCEP波形特点的焊接输出波形的逻辑和数据点的程序。

电源供应器使用在控制器118中各种已储存的焊接模式来给予电源供应器对于不同的焊接操作使用不同的焊接波形的灵活性。例如，使用不同的波形的一些示例性焊接过程是DCEP、DCEN、脉冲焊接、AC焊接、表面张力过渡(STT)焊接等等。这些过程中的每个使用不同的波形，就是说具有不同轮廓的波形。例如，脉冲焊接波形具有不同于DCEP焊接波形的轮廓，等等。在已知的系统中，这些焊接过程中的每个利用在控制器118之内被单独地储存的焊接模式来用于它们的实施。当仅需要单一的焊接过程时，这是无关紧要的，因为在焊接操作的开始时适当的焊接过程(并且由此模式)被选择，并且在焊接过程自始至终被保持。然而，有时在焊接过程期间改变焊接波形是符合期望的或必要的。例如，为了控制到焊缝中的热量输入，可能需要从DCEP波形改变为DCEN波形，以从DC波形改变为AC波形，反之亦然。当在已知的电源供应器中这样做时，控制器118必须切换焊接模式/程序以使适当的数据点或设置点被利用于适当的波形。该切换可以基于程序化的或期望的输出被使用者或者被控制器118启动。由于该切换操作可能花费长达0.1s，其会对焊缝质量导致有害性能和不利影响。例如，当从一个焊接模式转变为另一个时，一个焊接模式的结束逻辑必须被启动在随后的波形的起始逻辑能够被起始之前。因此对于传统的焊接模式转变，在新的焊接模式能够被起始之前必须利用结束和起始逻辑二者。当所述转变发生在焊接过程期间时，这可能是有害的。

图2A至2C描绘示例性焊接波形，所述焊接波形中的每个会具有在已知的电源供应器中的单独且相异的焊接模式。图2A描绘DCEP焊接波形200，所述DCEP焊接波形200具有多个电流脉冲202和本底电流204。如示出的，整个波形具有正极性。并且，为了创建该波形，焊接模式会利用多个离散的数据点，控制器118和波形发生器116会利用所述多个离散的数据点来创建DCEP波形。图2A示出可以被使用的示例性数据点。例如，DCEP模式可以使用数据点201(其指示脉冲202的开始)、峰电流水平数据点203(其会指示每个脉冲202在点203处具有峰电流水平)、峰电流持续时间数据点205(其会指示峰电流水平的时间或持续时间)以及本底电流数据点207(其指示对于本底电流水平204所述波形要被维持的水平)。这些数据点中的每个可以被控制器118使用来通过电源供应器产生DCEP焊接波形。当然，其他数据点可以被利用来产生DCEP波形，并且上面的内容仅意图是示例性的。因此，上面的数据点仅被示出来表征被使用在程序/模式内以创建DCEP波形的一组示例性数据点。使用者和/或控制器118随后可以调整这些数据点中的一些的定位作为用于特定的焊接操作的波形设置点，但是基本的焊接过程将被维持。例如，使用者可以调整峰电流、峰持续时间、频率(数据点201之间的时间)的值等等，以获得期望的性能。然而，在给定的单一焊接模式/程序内，相关的数据点将保持不变，并且只要DCEP焊接模式正在被利用，电源供应器的输出将始终是DCEP。

图2B和图2C是与如在图2A中所示出的类似的表征，只是图2B是使用脉冲212的DCEN波形。在图2B中，DCEN波形210使用指示脉冲212的开始的数据点211、峰电流水平数据点213(其会指示每个脉冲212在点213处具有峰电流水平)、峰电流持续时间数据点215(其会指示峰电流水平的时间或持续时间)以及本底电流数据点217(其指示对于本底电流水平214所述波形要被维持的水平)。这些数据点中的每个可以被控制器118使用来通过电源供应器产生DCEN焊接波形。与图2A一样，这些数据点意图是示意性的，并且在任何给定的模式/程序中其他数据点可以被利用，以创建DCEN型波形。

图2C描绘示例性AC焊接波形220，所述AC焊接波形220具有正脉冲222和负脉冲226二者，以及在焊接模式中可以被控制器118使用以创建所述波形220的另一组数据点。例如，数据点221指示正脉冲222的开始，峰电流水平数据点223会指示每个正脉冲222在点223处具有峰电流水平，正峰电流持续时间数据点225会指示正峰电流水平223的时间或持续时间，以及正本底电流数据点227指示对于本底电流水平224所述波形要被维持的水平。并且，数据点229可以被使用来指示何时期望从正极性改变为负极性以创建负脉冲226。所述模式使用数据点231来指示负脉冲226的峰电流水平，并且负脉冲226的持续时间由数据点233确定，之后数据点227’被再次使用来将本底电流水平限定于正极性。这些数据点中的每个可以被控制器118使用来通过电源供应器产生AC焊接波形。当然，其他数据点可以被利用来产生AC波形，并且上面的内容仅意图是示例性的。

如之前阐述的，这些数据点可以随后被调整来创建用于给定的焊接操作的波形设置点。就是说，对于给定的焊接操作，它们的相对定位可以被调整来设置峰电流水平、频率、本底电流水平等等，但是所述数据点将这样保持，以使所述波形将保持如在焊接模式/程序中的相异的数据点所决定的相异的波形。另外，如上面阐述的，在已知的焊接系统中，在图2A至图2C中示出的焊接波形中的每个会具有在控制器118之内的单独且相异的焊接模式/程序，并且因此当波形中的改变被期望时，在多个焊接模式之间切换会是必要的。

本发明的实施方案通过利用单一焊接模式/程序来避免在各个焊接模式之间切换(例如，在DCEP、AC以及DCEN之间切换)的需要，所述单一焊接模式/程序能够从不同的焊接类型(例如，DCEP、AC以及DCEN)改变而无需改变在控制器118中的焊接模式。

现在转向图3A和图3B，可以用本发明的实施方案创建的示例性波形被示出。图3A示出具有DCEP部分A和AC部分B的焊接输出或波形300。就是说，波形300是分别在图2A和图2C中示出的波形200和220的组合。在传统电源供应器中，在控制器118中切换焊接模式以从部分A转变为是相异的焊接波形的部分B本来是必要的。然而，由于本发明的实施方案使用单一焊接模式，所述从波形部分A到波形部分B的转变不要求控制器118切换焊接模式，而仅要求被使用来控制焊接输出的数据点的转变。因此，本发明的实施方案能够从一个相异的焊接过程到另一个进行平滑转变而没有任何不利影响。

类似地，图3B示出正在使用三个相异的焊接过程的另一个示例性330波形。所述波形330的第一部分A是DCEP部分，类似于在图2A中示出的波形，所述波形330的第二部分B是DCEN部分，类似于在图2B中示出的波形，而最后的部分C是AC波形，类似于在图2C中示出的波形。此外，如同图3A，所述波形330由在控制器118之内的单一焊接模式产生出，以使在部分A和B，以及B和C之间，在所述转变中没有迟延。

应该注意的是，尽管上面的讨论涉及使用DCEP、DCEN以及AC焊接过程的实施例，如本文预期的，其他焊接相异的焊接过程可以被使用并且被并入单一焊接模式。其他相异的焊接过程的实施例包括但不限于，表面张力过渡(STT)、脉冲等等。另外，本发明的实施方案不限于特定的或相异的类型的焊接，并且可以被使用于任何的GMAW、GTAW、亚弧等。

为了本申请的目的，应该理解的是，每个单独且相异的焊接过程是具有一组不同于另一个单独且相异的焊接过程的操作数据点的单独的、可限定的焊接过程，其中所述数据点限定要被产生的波形的总的轮廓。例如，如在图2A至2C中示出的，波形200、210和220中的每个具有限定波形的总体轮廓的相异的数据点。此外，对于给定的焊接操作，所述数据点的准确量级在焊接期间可以被调整，但是所述数据点表征焊接波形的总的轮廓。就是说，在图2A中的数据点限定脉冲DCEP焊接过程轮廓，在图2B中的数据点限定脉冲DCEN焊接过程轮廓，以及在图2C中的数据点限定AC焊接过程轮廓。这些焊接轮廓中的每个彼此相异。

还应该注意的是，本发明的实施方案可以具有对于在单一模式内若干不同的焊接过程数据点模块来说是类似的数据点，但是在波形之间数据点的整体可以不重叠。例如，波形200(DCEP)和220(AC)中的每个具有分别标识正脉冲的峰电流水平的数据点——203和223。这些数据点在多个焊接过程之间重叠的事实不改变在图2A中的过程是与在图2C中的过程分开且相异的事实，因为它们在每个各自的波形中不采用相同的数据点。

因此，本发明的实施方案允许控制器118包含单一焊接模式，所述单一焊接模式能够创建用于多个相异的焊接过程的焊接波形，而不需要改变在控制器118之内的焊接模式。

在本发明的另一个示例性实施方案中，被储存在控制器118中的单一焊接模式/程序包含单一组的数据点，所述单一组的数据点能够共同地限定所有可以用单一焊接模式实施的可能的焊接过程。因此当焊接操作从一个焊接过程转变为另一个时，仅适当的数据点被利用来创建期望的波形。

图4描绘可以被储存在控制器118之内的单一焊接模式/程序中的示例性的数据点的组，以及相应的焊接波形。该数据点的集合可以被使用来创建多个相异的焊接过程波形。具体地，如在图4中示出的，波形400是具有DC和AC部分的AC脉冲波形，并且所述单一焊接模式会包含所示出的所有数据点，以使控制器118可以创建如示出的波形118。具体地，数据点401标识正脉冲402的开始，数据点403限定正脉冲402的峰电流，并且点405限定脉冲402的峰电流的持续时间。数据点407限定正本底电流水平404，并且数据点限定从正极性到负极性的期望的切换点。数据点411限定负本底电流水平406，并且数据点413限定负电流脉冲408的开始。数据点415限定负脉冲408的峰电流水平，并且数据点417限定负脉冲408的峰电流的持续时间。数据点411’限定脉冲408之后的负本底电流水平，并且数据点421限定期望从负极性到正极性切换的点。数据点409’限定正本底电流408，并且如上面描述的，数据点401描述另一个正脉冲402的开始。因此，为了产生与波形400相似的焊接输出，控制器118将使用在控制器118之内的单一焊接模式中的所有所描述的数据点。通过采用所有这些数据点，所示出的轮廓的焊接输出可以被产生。此外，当然，用于输出(峰电流、频率、本底电流等等)的准确量级将被使用者和/或控制器确定以允许电源供应器输出期望的信号。

然而，当期望改变焊接过程时，控制器118可以改变、归零或者无效(null)在焊接模式中的数据点中的任何一个或一些，以使它们不被使用来创建焊接输出，从而将焊接输出改变为不同的焊接过程而不改变焊接模式/程序。

例如，如果控制器118期望从在图4中示出的焊接输出改变为DCEP输出，控制器118可以简单使数据点409、411、413、415、417、411’、421和409’归零或者无效。这将导致控制器118仅使用数据点401、403、405和407来创建焊接输出。利用这些数据点将导致类似于在图2A中示出的DCEP波形的DCEP波形。因此，通过忽略在单一焊接模式之内的数据点的子集，控制器118可以在相异的焊接过程之间改变而不切换控制器118内的焊接模式。

因此，使用在图4中示出的数据点的各种子集，在控制器118中的单一焊接模式可以创建许多相异的焊接过程轮廓(比如在图2A至3B中示出的那些)，而不必改变焊接模式。就是说，控制器118仅需要“激活”和“反激活”在单一焊接模式中的各种数据点以创建各种相异的焊接过程，这可以被快速完成而不必改变焊接模式/程序。

这可以用涉及控制器118的编程的若干方式完成。例如，在图5A中，另一个示例性波形500被示出，所述波形500利用类似于在之前讨论的图中示出的数据点的如示出的多个控制数据点。在波形500中，数据点501表征正脉冲的开始，点503表征正脉冲的峰电流，点505表征正峰持续时间的结束，点506表征正到负的转变，点507表征负的脉冲的峰电流，点509表征负峰持续时间的结束，并且点511表征波形500的负部分的结束。如上面阐述的，这些点中的每个的值可以基于输入信息在焊接模式内被调整，允许(在焊接期间)多个不同类型的波形的创建而不改变焊接模式。例如，在焊接期间，使用者可以更改输入参数以使电源供应器控制器调整数据点中的每个来获得期望的焊接输出，其中数据点可以被改变，以使焊接波形可以从100％DCEP转变为100％DCEN，以及在之间的任何AC比率，而不改变控制器内的焊接模式。例如，如在图5A中示出的，波形500可以被转变为另一个具有短的正持续时间的波形520而不改变焊接模式。事实上，所述波形可以被转变成输出AC而不改变焊接模式。

图5B描绘表征波形的百分比表示的极性的示例性的控制输入钮550和图示线530。例如，在本发明的示例性实施方案中，控制钮550(或者任何其他使用者输入装置)可以被利用。在示例性实施方案中，在焊接过程期间(就是说在焊接波形起始逻辑已经被实施之后)，使用者可以调整钮550来控制电源供应器的输出而不改变焊接模式。例如，在焊接操作的开始，可能符合期望的是以其中循环的50％是EP并且循环的50％是EN的AC波形来起始。对于该输出，钮550被这样安置以使指示器559是在“0”标记551处。处于该设置，在焊接模式中的数据点(例如在图5A中的数据点)被这样设置，以使正和负的峰持续时间是相同的，如同在图5A中的波形500。但是，在焊接期间，改变上述比率(例如，以调整热量输入)可能是符合期望的，并且因此使用者可以调整钮550以调整AC波形的波平衡。使用者可以将钮550移动至所述波形将是75％EN和25％EP的位置557，或者所述波形将是75％EP和25％EN的位置555。另外，使用者可以调整钮550至会使波形100％负(DCEN)的位置553，或者至会使波形100％正(DCEP)的位置554。在示例性实施方案中，所述控制方法可以允许使用者调整钮550，以使在全DCEP和全DCEN之间的任何位置，任何期望的波平衡比率可以被获得，并且这可以(在焊接的同时)被完成，而不改变控制器中的焊接模式。这通过调整与用于产生(上面描述的)波形的数据点中的每个相关联的参数来完成。

例如，在本发明的示例性实施方案中，使用者输入装置(例如，钮550)将控制持续时间数据点，例如关于峰电流水平的持续时间的数据点(例如，在图5A中的数据点503、505、507和509)。就是说，当钮550被安置用于50/50AC波形时，数据点被调整，以使正和负脉冲具有相同的峰电流时间。例如，当钮550在位置551处时，峰持续时间中的每个将被设置在5ms的相同的峰时间。随后，当钮550被调整以倾向一个极性或者另一个时，峰持续时间的数据点被适当地调整。例如，当钮被调整至位置553时，正峰持续时间数据点被调整，以使正峰时间是0ms(这意味将没有正脉冲并且波形将是全DCEN)。类似地，当钮被调整至位置554时，负峰持续时间数据点被调整，以使负峰时间是0ms(这意味将没有负脉冲并且波形将是全DCEP)。因此，在焊接操作期间，使用者可以将输出波形从DCEP完全地调整为DCEN以及在之间的任何AC波平衡。在这样的实施方案中，使用者可以在0ms和全DCEN或全DCEP之间的任何位置调整负脉冲和正脉冲中的每个的峰持续时间。

除了前述的内容，本发明的示例性实施方案允许使用如上面讨论的数据点对焊接波形的其他参数的相同调整。例如，使用者还可以使用如上面描述的类似的方法调整峰持续时间、峰振幅、本底振幅、频率、电流斜坡率(增加或减小)中的任何一个，或者全部。各种使用者输入控制装置可以被使用来以如上面描述的类似的方式控制任何这些参数。此外，该能力允许使用者调整这些参数，并且由此改变波形，而控制器无需执行一个焊接模式的结束逻辑以及另一个焊接模式的起始逻辑。单一焊接模式被使用，其中焊接模式数据点或参数在焊接期间被调整，而在焊接中没有由改变焊接模式而引发的中断。

如上面讨论的，在焊接的同时使用者可以利用使用者输入装置来调整峰电流持续时间，以使使用者能够从AC波形到DCEN波形到DCEP波形，以及之间的任何波平衡改变，而不改变焊接模式。然而，在一些示例性实施方案中，持续时间阈值参数被控制器利用来防止波形被调整为超出电源供应器的操作能力的波形轮廓。就是说，控制器利用这样的阈值参数，低于所述阈值参数，波形将直接被改变为全DCEN或全DCEP。在本发明的示例性实施方案中，阈值参数将是峰电流持续时间阈值参数，低于所述阈值参数，控制器将波形转换为全DCEP或DCEP。该参数被控制器利用来防止使用者调整波形来具有不能被电源供应器有效地或有效率地执行的特点。在本发明的一些示例性实施方案中，峰电流持续时间阈值参数是在0.8ms至2ms的范围内。在其他示例性实施方案中，峰电流持续时间阈值是1ms。例如，如果峰电流持续时间阈值被设置在1ms，当使用者正在调整波形(例如使用钮550)以使波形的数据点将创建小于1ms的正峰电流时，控制器自动地使所述波形为全DCEN波形。这防止使用者创建不能被电源供应器有效地执行的波形。类似地，当使用者调整波形以使所述波形的数据点将创建小于1ms的负峰电流时，控制器自动地使所述波形为全DCEP波形。

如上面阐述的，任何数量的数据点和参数可以被使用在控制器的单一焊接模式中以允许使用者在焊接期间调整波形，并且若干使用者输入装置可以被提供，这允许使用者在焊接的同时调整这些数据点。这种灵活性能够允许焊接操作从使用全DCEN波形到AC到全DCEP波形改变而不改变在控制器中的焊接模式，无需利用任何来自焊接模式的起始或结束逻辑以在这些焊接波形之间切换。附加地，这种灵活性允许使用者改变不同的焊接波形类型(比如脉冲、STT等等)，而不改变焊接模式。

应该注意的是，上面的讨论关注了单一焊接模式的使用，以及在稳态焊接期间以该模式改变波形。当然，上面讨论的单一焊接模式也将包含结束焊接过程的起始和结束逻辑，所述起始和结束逻辑与已知的起始和结束逻辑一致。类似于上面的讨论，所述起始和结束逻辑可以利用可以与焊接过程或者在焊接过程开始或结束时被利用的波形一致地被调整的控制逻辑和数据点。换句话说，单一焊接模式将具有足够的灵活性以能够在DCEN模式、AC模式或DCEP模式中起始(无论哪个被选择来起始焊接过程)。类似地，单一焊接模式将具有结束逻辑，所述结束逻辑具有结束来自DCEN、AC或DCEP焊接过程中的任何的焊接过程的灵活性。例如，在示例性实施方案中，在操作期间，控制器基于分别在所述过程的开始和结束时的使用者输入设置(例如钮550)来设置起始和结束逻辑的各种数据点和逻辑。起始和结束过程的数据点的调整与上面关于稳态焊接操作所讨论的数据点的调整类似。

这些上面所描述的实施方案，以及与本文所描述的范围一致的其他实施方案，导致对于相异的焊接过程，控制和输出由具有相异的焊接轮廓的不同的波形部分构成的焊接波形，而不必在焊接的同时改变焊接模式。这样的控制相对于已知的使用多个焊接模式的控制方法提供显著的优点，所述已知的控制方法会增加焊缝缺陷以及在焊接的同时的异常现象的可能性。

尽管已经参照某些实施方案描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，可以进行各种改变并且等同方案可以被替代，而不偏离本发明的范围。另外，可以进行许多修改来使特定情形或材料适用于本发明的教导，而不偏离其范围。因此，并不意图将本发明限于所公开的特定实施方案，本发明将包括落入上面的说明书的范围内的所有实施方案。

参考编号：

100 焊接系统 231 数据点

110 焊接电源供应器 233 数据点

112 功率转换单元 300 波形

114 输出逆变器 330 波形

116 波形发生器 400 波形

118 控制器 401 数据点

120 电流反馈电路 402 正脉冲

122 电压反馈电路 403 数据点

130 焊炬 404 电流水平

150 焊丝送进器 405 点

160 移动装置 406 本底电流水平

200 焊接波形 407 数据点

201 数据点 408 负电流脉冲或正本底电流

202 电流脉冲

203 数据点 409 数据点

204 本底电流 409’ 数据点

205 数据点 411 数据点

207 数据点 411’ 数据点

210 波形 413 数据点

211 数据点 415 数据点

212 脉冲 417 数据点

213 数据点 421 数据点

214 本底电流水平 500 波形

215 数据点 501 数据点

220 焊接波形 503 数据点

221 数据点 505 数据点

222 正脉冲 507 数据点

223 数据点 509 数据点

224 本底电流水平 511 数据点

225 数据点 530 图示线

226 负脉冲 550 输入钮

227’ 数据点 551 标记

229 数据点 553 位置

554 位置 A 焊接电弧或部分

557 位置 B 部分

559 指示器 C 部分

E 焊条

W 工件

Claims

1.一种焊接电源供应器，所述焊接电源供应器包括：

焊接输出电路，所述焊接输出电路被配置来输出多个不同的焊接波形，其中所述多个不同的焊接波形中的至少一些包括DC电极负焊接波形、AC焊接波形以及DC电极正焊接波形；以及

焊接控制器，所述焊接控制器被耦合到所述焊接输出电路，所述焊接控制器被配置来执行焊接模式，以从所述多个不同的焊接波形输出焊接波形；

其中所述焊接模式包括起始逻辑、稳态逻辑、结束逻辑以及限定所述焊接波形的多个数据点；并且

其中所述焊接控制器被这样配置以使得在焊接期间，响应于改变所述焊接波形的请求，所述控制器通过改变所述多个数据点中的至少一些，将所述焊接波形改变为所述多个不同的焊接波形中的另一个焊接波形，而无需所述控制器改变为不同的焊接模式并且无需启动存在于所述控制器中的所述起始逻辑或所述结束逻辑中的任何一个。

2.如权利要求1所述的焊接电源供应器，其中在焊接期间，响应于改变所述焊接波形的所述请求，所述多个数据点中的至少一些被所述控制器改变，以将所述焊接波形从所述DC电极负焊接波形、所述AC焊接波形以及所述DC电极正焊接波形中的任何一个改变为所述DC电极负焊接波形、所述AC焊接波形以及所述DC电极正焊接波形中的任何另外一个，而无需所述控制器改变为不同的焊接模式并且无需启动存在于所述控制器中的所述起始逻辑或所述结束逻辑中的任何一个。

3.如权利要求1所述的焊接电源供应器，其中在所述焊接期间，所述控制器基于使用者输入来改变所述多个数据点中的至少一些。

4.如权利要求1所述的焊接电源供应器，其中所述多个数据点中的至少一些控制所述焊接波形的峰电流的持续时间、频率、峰电流水平、本底电流水平以及电流斜坡率中的至少一个。

5.如权利要求1所述的焊接电源供应器，其中所述多个数据点中的至少一些控制峰电流的持续时间，并且在焊接期间，响应于改变所述焊接波形的所述请求，所述控制器将任何峰电流的所述持续时间调整至0ms，而无需从所述焊接模式改变。

6.如权利要求1所述的焊接电源供应器，其中所述多个数据点中的至少一些控制峰电流的持续时间，并且在焊接期间，响应于改变所述焊接波形的所述请求，所述控制器调整任何峰电流的所述持续时间，以将所述焊接波形从所述DC电极负焊接波形、所述AC焊接波形以及所述DC电极正焊接波形中的任何一个改变为所述DC电极负焊接波形、所述AC焊接波形以及所述DC电极正焊接波形中的任何另外一个，而无需所述控制器改变为不同的焊接模式并且无需启动存在于所述控制器中的所述起始逻辑或所述结束逻辑中的任何一个。

7.如权利要求1所述的焊接电源供应器，其中所述控制器基于阈值参数来控制所述焊接输出电路，其中当所述阈值参数被超过时，所述控制器自动地将所述焊接波形改变为所述另一个焊接波形。

8.如权利要求7所述的焊接电源供应器，其中所述阈值参数是峰电流持续时间阈值参数。

9.如权利要求7所述的焊接电源供应器，其中所述阈值参数是在0.8ms至2ms的范围内的峰电流持续时间阈值参数，并且

其中当所述焊接波形的峰电流持续时间被调整为在0.8ms至2ms之间时，所述控制器将所述焊接输出电路的所述输出从所述焊接波形改变为所述另一个焊接波形。

10.如权利要求7所述的焊接电源供应器，其中所述阈值参数是为1ms的峰电流持续时间阈值参数，并且

其中当所述焊接波形的峰电流持续时间被调整为在1ms以下时，所述控制器将所述焊接输出电路的所述输出从所述焊接波形改变为所述另一个焊接波形。

11.一种焊接方法，所述焊接方法包括：

从焊接输出电路输出焊接波形，所述焊接输出电路能够输出多个不同的焊接波形，其中所述多个不同的焊接波形中的至少一些是DC电极负焊接波形、AC焊接波形以及DC电极正焊接波形；以及

执行焊接模式来控制所述焊接输出电路来从所述多个不同的焊接波形输出焊接波形；

其中所述焊接模式包括起始逻辑、稳态逻辑、结束逻辑以及限定所述焊接波形的多个数据点，并且

其中所述执行焊接模式来控制所述焊接输出电路包括在焊接期间，响应于改变所述焊接波形的请求，通过改变所述多个数据点中的至少一些，将所述焊接波形改变为所述多个不同的焊接波形中的另一个焊接波形，而无需改变为不同的焊接模式并且无需启动所述起始逻辑或所述结束逻辑中的任何一个。

12.如权利要求11所述的焊接方法，其中在焊接期间，响应于改变所述焊接波形的所述请求，所述多个数据点中的至少一些被改变，来将所述焊接波形从所述DC电极负焊接波形、所述AC焊接波形以及所述DC电极正焊接波形中的任何一个改变为所述DC电极负焊接波形、所述AC焊接波形以及所述DC电极正焊接波形中的任何另外一个，而无需改变为不同的焊接模式并且无需启动所述起始逻辑或所述结束逻辑中的任何一个。

13.如权利要求11所述的焊接方法，其中所述改变所述多个数据点中的至少一些是基于所述焊接期间的使用者输入。

14.如权利要求11所述的焊接方法，其中所述多个数据点中的至少一些控制所述焊接波形的峰电流的持续时间、频率、峰电流水平、本底电流水平以及电流斜坡率中的至少一个。

15.如权利要求11所述的焊接方法，其中所述多个数据点中的至少一些控制峰电流的持续时间，并且在焊接期间，响应于改变所述焊接波形的所述请求，将任何峰电流的所述持续时间调整至0ms，而无需从所述焊接模式改变。

16.如权利要求11所述的焊接方法，其中所述多个数据点中的至少一些控制峰电流的持续时间，并且在焊接期间，响应于改变所述焊接波形的所述请求，调整任何峰电流的所述持续时间，来将所述焊接波形从所述DC电极负焊接波形、所述AC焊接波形以及所述DC电极正焊接波形中的任何一个改变为所述DC电极负焊接波形、所述AC焊接波形以及所述DC电极正焊接波形中的任何另外一个，而无需改变为不同的焊接模式并且无需启动所述起始逻辑或所述结束逻辑中的任何一个。

17.如权利要求11所述的焊接方法，所述方法还包括当阈值参数被超过时，自动地将所述焊接波形改变为所述另一个焊接波形。

18.如权利要求17所述的焊接方法，其中所述阈值参数是峰电流持续时间阈值参数。

19.如权利要求17所述的焊接方法，其中所述阈值参数是在0.8ms至2ms的范围内的峰电流持续时间阈值参数，并且

所述方法还包括当所述焊接波形的峰电流持续时间被调整为在0.8ms至2ms之间时，将所述焊接波形改变为所述另一个焊接波形。

20.如权利要求17所述的焊接方法，其中所述阈值参数是为1ms的峰电流持续时间阈值参数，并且

所述方法还包括当所述焊接波形的峰电流持续时间被调整为1ms以下时，将所述焊接波形改变为所述另一个焊接波形。