CN106925865B - 一种气体保护焊收弧装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种气体保护焊收弧装置，包括：一弧压反馈脉冲电压采集模块，用于采集弧压反馈脉冲电压信号值；一处理器，该处理器接收该弧压反馈脉冲电压信号值并判断是否超过一门限电压值，当该弧压反馈脉冲电压信号值超过该门限电压值时发出一脉冲信号；一驱动芯片，用于接收该脉冲信号并根据该脉冲信号并输出一瞬时电流。

Description

一种气体保护焊收弧装置及方法
技术领域
本发明涉及一种脉冲气体保护焊技术，尤其涉及一种气体保护焊收弧装置及方法。
背景技术
脉冲气保焊方法，又称为脉冲熔化极惰性气体保护焊，熔化电极为焊丝，保护气体的主体为惰性气体，占总的保护气体流量的80％以上。脉冲气保焊的焊接电流采用脉冲电流波形，其目的在于可以在较低的平均电流下获得优越的熔滴射流过渡方式。焊接熔滴过处于射流过渡方式时电弧十分稳定，无焊接飞溅，电弧热输入和穿透较强，焊缝成形很好，焊缝质量较高。
随着我国工业的不断发展，脉冲气保焊的应用越来越广泛，焊接工艺要求也越来越高，因此对焊机性能的要求也不断提高。其中焊接收弧时焊丝出现小球的这一情况逐渐被重视起来，其不利因素有以下三点：第一、不利于再次引弧，引弧慢等问题；第二、使得焊工操作复杂；第三、浪费焊丝和电能且不环保。传统方法一般是用钳子剪掉，这样的方法不利于方便焊工的操作，还浪费焊丝，也不利于提高生产效率和节省电能。
有鉴于此，现有技术中亟需要一种新的焊丝收弧装置及方法可以高效可靠地消除焊丝小球。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新的焊丝收弧装置及方法可以高效可靠地消除焊丝小球。
为了实现上述发明目的，本发明公开一种气体保护焊收弧装置，其特征在于，包括：
一弧压反馈脉冲电压采集模块，用于采集弧压反馈脉冲电压信号值；
一处理器，所述处理器接收所述弧压反馈脉冲电压信号值并判断是否超过一门限电压值，当所述弧压反馈脉冲电压信号值超过所述门限电压值时发出一脉冲信号；
一驱动芯片，用于接收所述脉冲信号并根据所述脉冲信号并输出一瞬时电流。
更进一步地，所述门限电压值为U=I*0.04+30，其中U是指门限电压阀值，I是指工作电流值。
更进一步地，所述预设值为等于余弦60°时的值。
更进一步地，所述瞬时电流是指持续时间为20ms，电流在200A±5A。
更进一步地，所述弧压反馈脉冲电压采集模块包括分压电阻、运算放大器、隔离光耦、运算放大器跟随电路，所述弧压反馈脉冲电压经分压电阻分压后经所述运算放大器放大后将采样的波形输入所述隔离光耦，所述隔离光耦将输入的电压信号转换为一低电压信号，所述低电压信号经所述运算放大器跟随电路形成所述电压信号值。
更进一步地，所述处理器为单片机，所述驱动芯片为UCC3895驱动芯片。本发明还公开了一种气体保护焊收弧方法，其特征在于，包括：
步骤一、采集一弧压反馈脉冲电压信号值；
步骤二、判断所述弧压反馈脉冲电压信号值是否超过一门限电压值，当所述弧压反馈脉冲电压信号值超过所述门限电压值时发出一脉冲信号；
步骤三、根据所述脉冲信号并输出一瞬时电流。
更进一步地，所述步骤二中门限电压值为U=I*0.04+30，其中U是指门限电压阀值，I是指工作电流值。
更进一步地，所述预设值为等于余弦60°时的值。
更进一步地，所述瞬时电流是指持续时间为20ms±1ms，电流在200A±5A。
与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案，能够在焊接结束时输出一个大电流脉冲，使焊丝收弧形成的小球熔掉。避免了现有技术中焊工需要用钳子剪掉焊丝球的操作，既不会浪费焊丝，更有利于提高生产效率和节省电能。更进一步地，由于焊丝的末端没有小球，也不会导致下次引弧时效率下降的问题。
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是本发明涉及的脉冲气保焊收弧方法的流程图；
图2是本发明涉及的脉冲气保焊收弧装置的电路图。
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。
本发明所提供的脉冲气保焊收弧装置及方法，通过检测弧压反馈回来的脉冲电压，计算脉冲电压的上升斜率。当该上升斜率达到一预设值时，发出一个脉冲给定，此时焊机输出端会输出一个大电流脉冲，使焊丝收弧缩颈形成的小球熔掉，以达到消球的目的。
如图1所示，图1是本发明涉及的脉冲气保焊收弧方法的流程图。具体包括：S101实时监测弧压反馈脉冲电压，将该弧压反馈脉冲电压反馈给单片机；S102单片机计算该弧压反馈脉冲电压的斜率值；S103判断这个斜率值是否等于余弦60°，当该斜率值等于余弦60°时则进入S104；S104单片机给驱动芯片输出一个脉冲给定，驱动芯片增大驱动IGBT的脉宽；S105焊机输出瞬间大电流将焊丝球熔掉。
图2是本发明涉及的脉冲气保焊收弧装置的电路图。如图2所示，焊机弧压从WVIN端口采样过来，经电阻R17和R18分压得到一个电压值，该值经过运算放大器U2B，将采样的波形输入给隔离光耦U9。隔离光耦U9将输入的高电压信号转化为低电压信号，二者在波形上是一致的，这个低电压信号经过运算放大器跟随电路将隔离光耦U9传过来的值就是最终得到的电压信号值VF。
单片机把VF的信号采过来后经A/D转换为数字信号，这个数字信号就是弧压反馈值，作为以后在程序中的参考值，然后当弧压超过门限电压（U=I*0.04+30）这个门限值时，此时单片机会给到驱动芯片UCC3895一个脉冲给定，那么UCC3895就会增大驱动IGBT的脉宽，这样焊机就会输出一个持续时间20ms的瞬间大电流脉冲将焊丝球熔掉，该电流大约200A左右。根据我们的多次实验，当电流在 200A±5A，且持续时间为20ms±1ms时，足以将焊丝末端小球熔化且不会浪费多余能源。
与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案，能够在焊接结束时输出一个大电流脉冲，使焊丝收弧形成的小球熔掉。避免了现有技术中焊工需要用钳子剪掉焊丝球的操作，既不会浪费焊丝，更有利于提高生产效率和节省电能。更进一步地，由于焊丝的末端没有小球，也不会导致下次引弧时效率下降的问题。
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 (4)

1.一种脉冲气保焊收弧装置，其特征在于，包括：
一弧压反馈脉冲电压采集模块，用于采集弧压反馈脉冲电压信号值；
一处理器，所述处理器接收所述弧压反馈脉冲电压信号值并判断是否超过一门限电压值，当所述弧压反馈脉冲电压信号值超过所述门限电压值时发出一脉冲信号；
一驱动芯片，用于接收所述脉冲信号并根据所述脉冲信号并输出一瞬时电流；其中，
所述门限电压值为U=I*0.04+30，其中U是指门限电压阀值，I是指工作电流值；
所述瞬时电流是指持续时间为20ms，电流在200A±5A。
2.如权利要求1所述的脉冲气保焊收弧装置，其特征在于，所述弧压反馈脉冲电压采集模块包括分压电阻、运算放大器、隔离光耦、运算放大器跟随电路，所述弧压反馈脉冲电压经分压电阻分压后经所述运算放大器放大后将采样的波形输入所述隔离光耦，所述隔离光耦将输入的电压信号转换为一低电压信号，所述低电压信号经所述运算放大器跟随电路形成所述电压信号值。
3.如权利要求1所述的脉冲气保焊收弧装置，其特征在于，所述处理器为单片机，所述驱动芯片为UCC3895驱动芯片。
4.一种脉冲气保焊收弧方法，其特征在于，包括：
步骤一、采集一弧压反馈脉冲电压信号值；
步骤二、判断所述弧压反馈脉冲电压信号值是否超过一门限电压值，当所述弧压反馈脉冲电压信号值超过所述门限电压值时发出一脉冲信号；
步骤三、根据所述脉冲信号并输出一瞬时电流；其中，
所述步骤二中门限电压值为U=I*0.04+30，其中U是指门限电压阀值，I是指工作电流值；
所述瞬时电流是指持续时间为20ms±1ms，电流在200A±5A。
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