CN107498146A - 焊接系统、电弧焊接控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种焊接系统、电弧焊接控制装置及电弧焊接控制方法，涉及焊接技术领域。该电弧焊接控制方法用于主焊接前的第一阶段和主焊接后的第二阶段，第一阶段和第二阶段均为送丝量和焊接参数不断变化的阶段且包括多个过渡周期。本公开的电弧焊接控制方法包括：在当前过渡周期向下一过渡周期的切换时刻，根据预设的变化量将当前送丝速度调节为目标送丝速度；确定与目标送丝速度匹配的目标焊接参数；将当前焊接参数调节为目标焊接参数。

Description

焊接系统、电弧焊接控制装置及方法
技术领域
本公开涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种焊接系统、电弧焊接控制装置及电弧焊接控制方法。
背景技术
随着焊接技术的广泛使用，人们对焊接质量的要求也越来越高，其中，电弧焊接是较为常见的一种焊接类型。现有电弧焊接主要包括脉冲焊接、非脉冲焊接、双脉冲焊接等，且电弧焊接的过程一般包括引弧阶段、主焊接阶段和回烧阶段。
在现有技术中，在引弧阶段和回烧阶段中，送丝速度量是不断变化的，焊接参数也随之不断的更新，若引弧阶段到主焊接阶段或主焊接阶段到回烧阶段的焊接参数与送丝量不匹配，将会影响溶滴脱落时机，使过渡效果不佳，最终影响焊缝的质量。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种焊接系统、电弧焊接控制装置及电弧焊接控制方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
根据本公开的一个方面，提供一种电弧焊接控制方法，用于主焊接前的第一阶段和主焊接后的第二阶段，所述第一阶段和所述第二阶段均为送丝量和焊接参数不断变化的阶段，且均包括多个过渡周期，其特征在于，所述电弧焊接控制方法包括：
在当前过渡周期向下一过渡周期的切换时刻，根据预设的变化量将当前送丝速度调节为目标送丝速度；
确定与所述目标送丝速度匹配的目标焊接参数；
将当前焊接参数调节为所述目标焊接参数。
在本公开的一种示例性实施例中，确定所述目标焊接参数包括：
根据所述目标送丝速度在一预设数据库中查询所述目标焊接参数，所述预设数据库包括一一对应的多组送丝速度和多组焊接参数。
在本公开的一种示例性实施例中，所述第一阶段为引弧到主焊接阶段，所述第二阶段为主焊接到回烧阶段。
在本公开的一种示例性实施例中，在所述第一阶段中，所述目标送丝速度为所述当前送丝速度与所述变化量之和。
在本公开的一种示例性实施例中，在所述第二阶段中，所述目标送丝速度为所述当前送丝速度与所述变化量之差。
在本公开的一种示例性实施例中，所述焊接参数包括电流参数、时间参数和电压参数。
根据本公开的一个方面，提供一种电弧焊接控制装置，用于主焊接前的第一阶段和主焊接后的第二阶段，所述第一阶段和所述第二阶段均为送丝量和焊接参数不断变化的阶段，且均包括多个过渡周期，所述电弧焊接控制装置包括：
第一控制单元，用于在当前过渡周期的结束时刻，根据预设的变化量将当前送丝速度调节为目标送丝速度；
判断单元，确定与所述目标送丝速度匹配的目标焊接参数；
第二控制单元，用于将当前焊接参数调节为所述目标焊接参数。
在本公开的一种示例性实施例中，确定所述目标焊接参数包括：
根据所述目标送丝速度在一预设数据库中查询所述目标焊接参数，所述预设数据库包括一一对应的多组送丝速度和多组焊接参数。
在本公开的一种示例性实施例中，所述焊接参数包括电流参数、时间参数和电压参数。
根据本公开的一个方面，提供一种焊接系统，包括上述任意一项所述的电弧焊接控制装置。
根据本公开的一个方面，提供一种焊接系统，包括上述任意一项所述的电弧焊接控制装置。
本公开的焊接系统、电弧焊接控制装置及电弧焊接控制方法，可在当前过渡周期向下一过渡周期的切换时刻，将当前送丝速度调节为目标送丝速度，将当前焊接参数调节为与该目标送丝速度匹配的目标焊接参数，从而同步调节送丝速度和焊接参数，且目标送丝速度和目标焊接参数相互匹配，避免同一过渡周期内的送丝速度和焊接参数不匹配，防止因送丝速度和焊接参数不同步而导致电弧不稳定，从而改善熔滴过渡效果，有利于保证焊缝的质量。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开示例实施方式焊接控制方法的流程图。
图2为本公开示例实施方式焊接控制装置的方框图。
图3为现有脉冲焊接的引弧阶段中送丝速度和电流波形示意图。
图4为采用本公开焊接控制方法一实施方式的脉冲焊接的引弧阶段中送丝速度和电流波形示意图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
本示例实施方式中提供了一种电弧焊接控制方法，可用于主焊接前的第一阶段和主焊接后的第二阶段。第一阶段和第二阶段均可以是送丝量和焊接参数不断变化的阶段，例如：该第一阶段可为引弧阶段，即从开始引弧到开始主焊接间的阶段，但不以此为限；第二阶段可为回烧阶段，即从主焊接结束到回烧结束间的阶段，但不以此为限。同时，第一阶段和第二阶段均可以包括多个过渡周期。
如图1所示，本示例实施方式的电弧焊接控制方法可以包括：
步骤S110、在当前过渡周期向下一过渡周期的切换时刻，根据预设的变化量将当前送丝速度调节为目标送丝速度。
步骤S120、确定与所述目标送丝速度匹配的目标焊接参。
步骤S130、将当前焊接参数调节为所述目标焊接参数。
本示例实施方式的电弧焊接控制方法，在当前过渡周期向下一过渡周期的切换时刻，将当前送丝速度调节为目标送丝速度，将当前焊接参数调节为与该目标送丝速度匹配的目标焊接参数，从而可同步调节送丝速度和焊接参数，避免同一过渡周期内的送丝速度和焊接参数不匹配，防止电弧稳定性降低，有利于提高焊缝质量。
如图3和图4所示，图3和图4均以脉冲焊接的引弧阶段为例，其中，图3示出了现有技术中送丝速度和电流波形的关系，线条A1为送丝速度，线条B1为电流波形。图4示出了采用本示例实施方式的焊接控制方法后的送丝速度和电流波形的关系，线条A2为送丝速度，线条B2为电流波形。
可以看出，相较于图3，图4中的送丝速度和电流波形更为同步，有利于使电弧稳定，改善熔滴过渡效果，提高焊缝质量。
下面，将对本示例实施方式中的电弧焊接控制方法的各步骤进行进一步的说明。
在步骤S110中，在当前过渡周期向下一过渡周期的切换时刻，根据预设的变化量将当前送丝速度调节为目标送丝速度。
上述当前过渡周期可以是第一阶段内除最后一个过渡周期以外的任一过渡周期；或者，其也可以是第二阶段内除最后一个过渡周期以外的任一过渡周期。上述变化量可视焊接类型和具体的工艺要求而定，且变化量可以是正值，在此不做特殊限定，其可为经验试验数据、也可经计算而得。若第一阶段为引弧阶段，则在第一阶段内，可计算当前送丝速度与变化量的和，以此作为目标送丝速度，因而目标送丝速度大于当前送丝速度，使得送丝速度可逐步增大。若第二阶段为回烧阶段，则在第二阶段内，可计算当前送丝速度与变化量的差值，以此作为目标送丝速度，因而目标送丝速度小于当前送丝速度，使得送丝速度减小。此外，上述的切换时刻可以是当前或者下一个过渡周期的结束时刻。
以脉冲焊接为例：
送丝速度可以匹配一个或多个电流脉冲，若当前送丝速度仅对应一个电流脉冲，则该切换时刻为该电流脉冲的结束时刻。若当前送丝速度对应多个电流脉冲，则该切换时刻为最后一个电流脉冲的结束时刻，而当前送丝速度对应的其它电流脉冲的结束时刻不作为切换时刻。以送丝速度对应一个电流脉冲的情况为例：
第一阶段为引弧阶段，当前过渡周期为第一阶段内的一过渡周期，在当前过渡周期内，当前送丝速度保持不变；在当前过渡周期向下一过渡周期的切换时刻，可将当前送丝速度调节为目标送丝速度，目标送丝速度等于当前送丝速度与变化量之和。
第二阶段为回烧阶段，当前过渡周期为第二阶段内的一过渡周期，在当前过渡周期内，当前送丝速度保持不变；在当前过渡周期向下一过渡周期的切换时刻，可将当前送丝速度调节为目标送丝速度，目标送丝速度等于当前送丝速度与变化量之差。
对于其它焊接方式，可参考上述脉冲焊接，在此不再详述。
在步骤S120中，确定与所述目标送丝速度匹配的目标焊接参数。
焊接参数的具体内容在此不做特殊限定，可以视焊接的类型而定，其并不限于一个具体的数值，可以是一组数据。该焊接参数可以包括电流参数、电压参数和时间参数，但不以此为限，还可以包括其它参数，只要是变化的参数，且对于每一组送丝速度，都有一组焊接参数与之匹配即可。
以脉冲焊接为例，其焊接参数可以包括基值电流和峰值电流，以送丝速度对应一个电流脉冲的情况为例：如图4所示，图4中的T1、T2、T3、T4和T5为第一阶段中的任意五个连续的过渡周期，第一阶段为引弧阶段，当然，该引弧阶段并不限于这五个过渡周期。在过渡周期T1中，送丝速度为V1，电流脉冲的基值电流为I11，电流脉冲的峰值电流为I11；在过渡周期T2中，送丝速度为V2，电流脉冲的基值电流为I21，电流脉冲的峰值电流为I21；在过渡周期T3中，送丝速度为V3，电流脉冲的基值电流为I31，电流脉冲的峰值电流为I31；在过渡周期T4中，送丝速度为V4，电流脉冲的基值电流为I41，电流脉冲的峰值电流为I41；在过渡周期T5中，送丝速度为V5，电流脉冲的基值电流为I51，电流脉冲的峰值电流为I51。
当然，脉冲焊接的焊接参数还可以包括基值时间和峰值时间等其它参数，在此不再详述。
需要说明的是，图4仅以每个送丝速度仅对应一个电流脉冲为例，但并不构成对本公开焊接控制方法的限定。在本公开的其它实施方式中，任一送丝速度可以对应两个或更多个电流脉冲，在此不再详述。
此外，确定上述目标焊接参数的方法可以包括：
根据目标送丝速度在一预设数据库中查询目标焊接参数，预设数据库包括一一对应的多组送丝速度和多组焊接参数。
预设数据库中的多组送丝速度和多组焊接参数可根据试验、计算、经验数据或其它方式预先确定，且上述的当前送丝速度和目标送丝速度均包含在该预设数据库中。在该预设数据库中，每一个送丝速度都有唯一的一组焊接参数与其匹配。也就是说，只要确定了送丝速度，就可以查询到唯一的一组焊接参数。
在步骤S130中，将当前焊接参数调节为所述目标焊接参数。
当前焊接参数为与当前送丝速度匹配的焊接参数，目标焊接参数为与目标送丝速度匹配的焊接参数。使得在任一过渡周期内，焊接参数与送丝速度均能保持匹配关系。防止因焊接参数与送丝速度不匹配而使电弧不稳定，从而改善熔滴过渡效果，有利于提高焊缝质量。
下述为本发明装置的实施方式，可以用于执行本发明方法的实施方式。对于本发明装置的实施方式中未披露的细节，请参照本发明方法的实施方式。
本示例实施方式中提供了一种电弧焊接控制装置，可用于一焊接系统，该焊接系统可以包括送丝装置。使用该焊接系统进行焊接的过程可包括第一阶段和第二阶段，具体可参考上述方法实施方式中的第一阶段和第二阶段，在此不再详述。如图2所示，本示例实施方式的电弧焊接控制装置可以包括第一控制单元1、判断单元2和第二控制单元3。
在本示例实施方式中，第一控制单元1可用于在当前过渡周期的结束时刻，根据预设的变化量将当前送丝速度调节为目标送丝速度。
举例而言，第一控制单元1与送丝装置连接，可将目标送丝速度以电信号的形式向送丝装置输出，送丝装置响应该电信号将送丝速度调节至目标送丝速度。
在本示例实施方式中，判断单元2可确定与所述目标送丝速度匹配的目标焊接参数。
举例而言，判断单元2可根据目标送丝速度在一预设数据库中查询目标焊接参数，该预设数据库包括多个送丝速度和多组焊接参数，且多个送丝速度和多个组焊接参数一一对应，即一个送丝速度有唯一的一组焊接参数与其匹配。
在本示例实施方式中，第二控制单元3可用于将当前焊接参数调节为所述目标焊接参数。
在本示例实施方式中，所述焊接参数可以包括电流参数、电压参数和时间参数。
在本示例实施方式中，若第一阶段为引弧阶段，则在第一阶段中，可计算当前送丝速度与变化量的和，以此作为目标送丝速度，因而目标送丝速度大于当前送丝速度，使得送丝速度可逐步增大。
在本示例实施方式中，若第二阶段为回烧阶段，则在第二阶段中，可计算当前送丝速度与变化量的差值，以此作为目标送丝速度，因而目标送丝速度小于当前送丝速度，使得送丝速度逐步减小。
上述电弧焊接控制装置中各模块的具体细节已经在对应的电弧焊接控制方法中进行了详细描述，因此此处不再赘述。
本示例实施方式还提供了一种焊接系统，本示例实施方式的焊接系统可以包括上述任一实施方式中的电弧焊接控制装置。
在本示例实施方式中，该焊接系统可以是数字焊机或其它焊机，在此不再一一列举。其还可以包括焊接电源等组成部分，具体可参考现有的焊机，在此不再详述。
应当注意，尽管在上文详细描述中提及的若干单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种电弧焊接控制方法，用于主焊接前的第一阶段和主焊接后的第二阶段，所述第一阶段和所述第二阶段均为送丝量和焊接参数不断变化的阶段，且均包括多个过渡周期，其特征在于，所述电弧焊接控制方法包括：
在当前过渡周期向下一过渡周期的切换时刻，根据预设的变化量将当前送丝速度调节为目标送丝速度；
确定与所述目标送丝速度匹配的目标焊接参数；
将当前焊接参数调节为所述目标焊接参数。
2.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，确定所述目标焊接参数包括：
根据所述目标送丝速度在一预设数据库中查询所述目标焊接参数，所述预设数据库包括一一对应的多组送丝速度和多组焊接参数。
3.根据权利要求1或2所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，所述第一阶段为引弧阶段，所述第二阶段为回烧阶段。
4.根据权利要求3所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，在所述第一阶段中，所述目标送丝速度为所述当前送丝速度与所述变化量之和。
5.根据权利要求3所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，在所述第二阶段中，所述目标送丝速度为所述当前送丝速度与所述变化量之差。
6.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，所述焊接参数包括电流参数、时间参数和电压参数。
7.一种电弧焊接控制装置，用于主焊接前的第一阶段和主焊接后的第二阶段，所述第一阶段和所述第二阶段均为送丝量和焊接参数不断变化的阶段，且均包括多个过渡周期，其特征在于，所述电弧焊接控制装置包括：
第一控制单元，用于在当前过渡周期的结束时刻，根据预设的变化量将当前送丝速度调节为目标送丝速度；
判断单元，确定与所述目标送丝速度匹配的目标焊接参数；
第二控制单元，用于将当前焊接参数调节为所述目标焊接参数。
8.根据权利要求7所述的电弧焊接控制装置，其特征在于，确定所述目标焊接参数包括：
根据所述目标送丝速度在一预设数据库中查询所述目标焊接参数，所述预设数据库包括一一对应的多组送丝速度和多组焊接参数。
9.根据权利要求7所述的电弧焊接控制装置，其特征在于，所述焊接参数包括电流参数、时间参数和电压参数。
10.一种焊接系统，其特征在于，包括权利要求7～9任一项所述的电弧焊接控制装置。
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