CN105127561B - 一种焊接控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种焊接控制方法及装置，包括以下步骤：确定焊枪的钨极与工件间的初始距离，根据该初始距离确定焊接所需的初始电弧宽度，将焊枪为产生该初始电弧宽度所输出的电压/电流设为初始电压/电流；使焊枪的钨极输出高频脉冲；实时检测焊枪输出的当前实际电压/电流；将焊枪输出的当前实际电压/电流与初始电压进行大小比较，根据比较结果调整焊枪钨极输出的高频脉冲的频率，从而保证焊枪产生的电弧宽度与焊接区域相匹配。本发明采用高频脉冲输出，能够有效控制电弧宽度和电弧能量密度，有效优化焊接的热输入量。

Description

一种焊接控制装置
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体地说是一种能够对电弧重视电弧能量密度进行控制的焊接方法及其装置。
背景技术
钨极氩弧焊(TIG) 因其适应性强、焊接质量好等优点被广泛应用于航天、汽车、管道等多个领域。根据被焊材料的不同，TIG 焊工艺分为直流TIG 焊、交流TIG 焊和变极性TIG焊，其中直流TIG 焊用于不锈钢、铜等金属的焊接，而交流TIG 焊和变极性TIG 焊则用于铝合金材料的焊接。
传统的焊枪的钨极一般都是通过电直流 、直流脉冲、交流或者交流脉冲来产生电弧，该电弧的宽度的改变（如压缩变窄或者扩大变宽）往往需要专门的外部装置，这就势必会增加整个焊接设备的使用成本，而且由于设备较多，使用上也不方便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够根据需要调整电弧宽度和电弧能量密度的焊接控制方法及其装置。
为了解决上述技术问题，本发明一方面提供一种焊接控制方法，包括以下步骤：
确定焊枪的钨极与工件间的初始距离，根据该初始距离确定焊接所需的初始电弧宽度，将焊枪为产生该初始电弧宽度所输出的电压/电流设为初始电压/电流；
使焊枪的钨极输出高频脉冲；
实时检测焊枪输出的当前实际电压/电流；
将焊枪输出的当前实际电压/电流与初始电压进行大小比较，根据比较结果调整焊枪钨极输出的高频脉冲的频率，从而保证焊枪产生的电弧宽度与焊接区域相匹配。
所述方法还包括：若焊枪输出的当前实际电压/电流大于初始电压/电流，则当前电弧宽度大于初始电弧宽度，此时减小焊枪钨极输出的高频脉冲的频率；若焊枪输出的当前实际电压/电流小于初始电压/电流，则当前电弧宽度小于初始电弧宽度，此时增大焊枪钨极输出的高频脉冲的频率。
所述方法还包括：在焊接过程中，检测焊枪的钨极与工件的当前实际距离，将该实际距离与初始距离进行对比，根据该对比结果，相应的调整焊枪钨极输出的高频脉冲的频率。
若焊枪的钨极与工件间的当前实际距离大于初始距离，则当前所需的电弧宽度小于初始电弧宽度，则增大焊枪钨极输出的高频脉冲的频率；若焊枪的钨极与工件间的当前实际距离小于初始距离，则当前所需的电弧宽度大于初始电弧宽度，则减小焊枪钨极输出的高频脉冲的频率。
另一方面，本发明还提供了一种焊接控制装置，包括控制模块，以及依次顺序电连接的电源输入模块、直流恒压模块、斩波控制模块、恒流反馈模块和电弧调整模块，电弧调整模块的输出端与焊枪连接。
所述装置还包括电压取样模块，该电压取样模块通过线路与直流恒压模块的输出端和电弧调整模块的输出端连接，电压取样模块通过线路还与控制模块连接。
所述装置还包括电流取样模块，该电流取样模块通过线路与直流恒压模块的输出端和电弧调整模块的输出端连接，电流取样模块通过线路还与控制模块连接。
所述控制模块还连接有人机操作终端。
所述人机操作终端还连接有人机显示界面。
本发明能够根据焊枪钨极与工件之间的实际距离，实时调整所需的电弧宽度，以及调整电弧能量密度，从而方便对薄板或者厚板的焊接加工等操作。而且通过高频脉冲，从其最小值到峰值，具有较大的范围区间，对电弧宽度的调节范围广，并且抗干扰性好。
附图说明
附图1为本发明装置的电路原理示意图。
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。
本发明揭示了一种焊接控制方法，包括以下步骤：
S1,确定焊枪的钨极与工件间的初始距离，根据该初始距离确定焊接所需的初始电弧宽度，将焊枪为产生该初始电弧宽度所输出的电压/电流设为初始电压/电流。根据开始状态下的焊接钨极与工件之间的初始距离，即可得到所需的初始电弧宽度，保证该初始电弧宽度刚好满足焊接需求，即电弧宽度刚好覆盖住焊接区域。
S2、使焊枪的钨极输出高频脉冲，利用高频脉冲对电弧宽度进行灵活控制。
S3、实时检测焊枪输出的当前实际电压/电流。
S4、将焊枪输出的当前实际电压/电流与初始电压进行大小比较，根据比较结果调整焊枪钨极输出的高频脉冲的频率，从而保证焊枪产生的电弧宽度与焊接区域相匹配。在实际焊接过程中，由于各种因素的影响，存在改变焊枪钨极与工件之间距离的情况，焊枪钨极与工件之间的距离一旦改变，则如果还是使用原来的初始电弧宽度，则无法保证对整个焊接区域进行有效的焊接。因此，通过实时检测焊接输出的当前实际电压/电流，就能够知晓焊枪与工件之间的相对位置是否改变，从而根据结果调整高频脉冲的频率，实现对电弧宽度的压缩或者扩充，实现对电弧宽度的改变。而电弧宽度的改变，也可以改变电弧能量密度，由于电弧能量密度=电弧能量/电弧宽度，因此，通过改变电弧宽度和/或电弧能量，即可以改变电弧能量密度，能够对不同的工件进行焊接，如薄板及超薄板的焊接，或者厚板及超厚板的，满足各种环境下的焊接。
此外，若焊枪输出的当前实际电压/电流大于初始电压/电流，则当前电弧宽度大于初始电弧宽度，此时减小焊枪钨极输出的高频脉冲的频率，也就是说，焊枪的钨极与工件之间的距离发生了变化，且当前的钨极与工件之间的实际距离小于钨极与工件之间的初始距离，从而需要更大的电弧宽度才能够确保将焊接区域全部焊接，此时就需要加在电压/电流的输出，从而减小高频脉冲的频率，使得电弧宽度扩大。若焊枪输出的当前实际电压/电流小于初始电压/电流，则当前电弧宽度小于初始电弧宽度，此时增大焊枪钨极输出的高频脉冲的频率，也就是说焊枪的钨极与工件之间的距离发生了变化，且当前的钨极与工件之间的实际距离大于钨极与工件之间的初始距离，从而需要比初始电弧宽度较窄的电弧宽度，因此增大高频脉冲的频率，压缩电弧的宽度，使得电弧宽度变窄。高频脉冲的频率越高，电弧压缩得越窄，高频脉冲的有效值越大，电弧的能量越大；反之，高频脉冲的频率越低，电弧宽度就越宽。从而通过调整高频脉冲的频率来实现对电弧宽度的灵活调整，保证在焊接过程中，即使钨极与工件之间的距离发生了变化也能够通过即时调整高频脉冲的频率来实现精确的电弧宽度，确保焊接区域的焊接完整性。
此外，在焊接过程中，检测焊枪的钨极与工件的当前实际距离，将该实际距离与初始距离进行对比，根据该对比结果，相应的调整焊枪钨极输出的高频脉冲的频率。若焊枪的钨极与工件间的当前实际距离大于初始距离，则当前所需的电弧宽度小于初始电弧宽度，则增大焊枪钨极输出的高频脉冲的频率；若焊枪的钨极与工件间的当前实际距离小于初始距离，则当前所需的电弧宽度大于初始电弧宽度，则减小焊枪钨极输出的高频脉冲的频率。通过直接检测钨极与工件之间的距离来调整高频脉冲的频率，进而调整电弧的宽度。
另外，还可以方便的通过调整钨极输出的高频脉冲的频率，使得电弧宽度较宽或者较窄，从而满足对薄板或者超薄板，厚板或者超厚板进行焊接，满足各种板材的焊接要求，有效优化焊接的热输入量。
本发明还提供了一种焊接控制装置，如附图1所示，包括控制模块，以及依次顺序电连接的电源输入模块、直流恒压模块、斩波控制模块、恒流反馈模块和电弧调整模块，电弧调整模块的输出端与焊枪连接。还包括电压取样模块，该电压取样模块通过线路与直流恒压模块的输出端和电弧调整模块的输出端连接，电压取样模块通过线路还与控制模块连接，电弧调整模块用于调整高频脉冲的频率。以及包括电流取样模块，该电流取样模块通过线路与直流恒压模块的输出端和电弧调整模块的输出端连接，电流取样模块通过线路还与控制模块连接。控制模块还连接有人机操作终端，该人机操作终端上设置有人机显示界面，方便工作人员的实时查看和操作。控制模块根据取样得到的电压或者电流，跟初始的电压或者电流进行比对，根据比对结果发出指令使得电弧调整模块能够适时的调整输出的高频脉冲的频率。
电源输入模块为焊枪提供输入电源，确保正常工作。通过斩波控制模块将输入的直流轮换成高频脉冲，并且通过电弧调整模块来调整该高频脉冲的频率，从而能够方便的调整焊枪所产生的电弧的宽度，用于对各种板材进行焊接。通过对焊枪输出的电流或者电压的采样，确保能够根据焊枪的位置变化，及时调整输出的高频脉冲的频率，保证电弧宽度能够满足焊接区域的焊接要求，保证焊接的完整性和可靠性。
此外，需要说明的是，本发明小涉及到的直流恒压模块、斩波控制模块、恒流反馈模块都是现有的电路模块，只要能够满足其基本功能即可。而电弧调整模块用于对输出的高频脉冲的频率进行调整。
需要说明的是，以上所述并非是对本发明技术方案的限定，在不脱离本发明的创造构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种焊接控制装置，其特征在于，所述控制装置包括控制模块，以及依次顺序电连接的电源输入模块、直流恒压模块、斩波控制模块、恒流反馈模块和电弧调整模块，电弧调整模块的输出端与焊枪连接，还包括电压取样模块，该电压取样模块通过线路与直流恒压模块的输出端和电弧调整模块的输出端连接，电压取样模块通过线路还与控制模块连接，以及电流取样模块，该电流取样模块通过线路与直流恒压模块的输出端和电弧调整模块的输出端连接，电流取样模块通过线路还与控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的焊接控制装置，其特征在于，所述控制模块还连接有人机操作终端。
3.根据权利要求2所述的焊接控制装置，其特征在于，所述人机操作终端还连接有人机显示界面。
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