CN108890082A - 电弧焊接控制方法和装置、以及焊接设备 - Google Patents

Abstract

本公开是关于电弧焊接控制方法和装置、以及焊接设备，所述电弧焊接控制方法包括：在第一时刻，控制电流升高直至达到第一峰值，且所述第一峰值持续至第二时刻；在所述第二时刻，控制电流从第一峰值下降直至达到第二峰值，且所述第二峰值持续至第三时刻；在所述第三时刻，控制电流从所述第二峰值升高直至达到第三峰值，且所述第三峰值持续至第四时刻；在所述第四时刻，控制电流从所述第三峰值下降直至达到基值，所述基值小于所述第二峰值；所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻和所述第四时刻均位于一个脉冲周期内。

Description

电弧焊接控制方法和装置、以及焊接设备

技术领域

本公开涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种电弧焊接控制方法和装置、以及焊接设备。

背景技术

随着技术的发展和进步，工业领域对产品质量的要求越来越高，焊接领域亦然，尤其是焊接飞溅及外观成形方面，在高速度焊接的前提下依然要保持高品质。

目前，焊接已经进入了波形控制时代，相关技术中，波形控制的脉冲电弧焊焊丝熔化后熔滴大小、粘性等一致性差。导致过渡过程中多脉一滴或者一脉多滴的情况发生，熔滴过渡的混乱，导致短路爆断的发生，进而会产生飞溅，影响焊接品质。

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电弧焊接控制方法和装置、以及焊接设备，进而至少在一定程度上克服由于相关技术中焊丝熔化后熔滴大小、粘性等一致性差，熔滴过渡的混乱，导致短路爆断的发生，会产生飞溅，影响焊接品质的问题。

根据本公开的一个方面，提供一种电弧焊接控制方法，包括：

在第一时刻，控制电流升高直至达到第一峰值，且所述第一峰值持续至第二时刻；

在所述第二时刻，控制电流从第一峰值下降直至达到第二峰值，且所述第二峰值持续至第三时刻；

在所述第三时刻，控制电流从所述第二峰值升高直至达到第三峰值，且所述第三峰值持续至第四时刻；

在所述第四时刻，控制电流从所述第三峰值下降直至达到基值，所述基值小于所述第二峰值；

所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻和所述第四时刻均位于一个脉冲周期内。

根据本公开的一实施方式，控制电流从所述第三峰值下降直至达到基值包括：

控制电流从所述第三峰值下降直至达到基值，且所述基值持续至第五时刻；

在所述第五时刻，控制电流升高至第四峰值，且所述第四峰值持续至第六时刻，所述第四峰值小于所述第二峰值；

在所述第六时刻，控制电流下降至所述基值；

所述五时刻和所述第六时刻位于所述脉冲周期内。

根据本公开的一实施方式，所述电弧焊接控制方法还包括：

在第六时刻后的第七时刻，控制达到基值的电流在预设值与所述基值间多次波动，并最终达到所述基值，所述预设值大于所述基值且小于所述第四峰值。

根据本公开的一实施方式，所述第四峰值为第二峰值的40％～70％。

根据本公开的一实施方式，所述第一峰值为第二峰值的110％～125％。

根据本公开的一实施方式，所述第三峰值为第二峰值的110％～125％。

根据本公开的另一个方面，提供一种电弧焊接控制装置，包括：

第一控制模块，用于在第一时刻，控制电流升高直至达到第一峰值，且所述第一峰值持续至第二时刻；

第二控制模块，用于在所述第二时刻，控制电流从第一峰值下降直至达到第二峰值，且所述第二峰值持续至第三时刻；

第三控制模块，用于在所述第三时刻，控制电流从所述第二峰值升高直至达到第三峰值，且所述第三峰值持续至第四时刻；

第四控制模块，用于在所述第四时刻，控制电流从所述第三峰值下降直至达到基值，所述基值小于所述第二峰值；

其中，所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻和所述第四时刻均位于一个脉冲周期内。

根据本公开的一实施方式，所述第四控制模块包括：

第一控制子模块，用于控制电流从所述第三峰值下降直至达到基值，且所述基值持续至第五时刻；

第二控制子模块，用于在所述第五时刻，控制电流升高至第四峰值，且所述第四峰值持续至第六时刻，所述第四峰值小于所述第二峰值；

电三控制子模块，用于在所述第六时刻，控制电流下降至所述基值；

其中，所述五时刻和所述第六时刻位于所述脉冲周期内。

根据本公开的一实施方式，所述电弧焊接控制装置还包括：

第五控制模块，用于在第六时刻后的第七时刻，控制达到基值的电流在预设值与所述基值间多次波动，并最终达到所述基值，所述预设值大于所述基值且小于所述第四峰值。

根据本公开的另一个方面，还提供一种焊接设备，包括本公开实施例所提供的电弧焊的控制装置。

本公开提供的技术方案，在一个脉冲周期内，第一峰值电流和第三峰值电流均大于第二峰值电流，通过第一峰值电流，促进焊丝尽快进入熔化状态，通过第二峰值电流进行焊接；通过第三峰值电流增大熔滴缩颈时产生的电磁收缩力，促进熔滴缩颈并过渡到熔池里。通过促进熔滴熔化和熔滴过渡，最终达到熔滴能够一脉一滴的过渡，减少飞溅的产生，并且避免了焊接电流过高导致焊缝两侧咬边的问题，提高了焊接质量。

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为本公开实施例提供的一种电弧焊接控制方法的流程图。

图2为相关技术提供的一种脉冲电弧焊的波形图。

图3本公开实施例提供的一种脉冲电弧焊的波形图。

图4为本公开实施例提供的图1中步骤S4的流程图。

图5为本公开实施例提供的另一种电弧焊接控制方法的流程图。

图6为本公开实施例提供的一种电弧焊接控制装置的示意图。

图7为本公开实施例提供的一种第四控制模块的示意图。

图8为本公开实施例提供的另一种电弧焊接控制装置的示意图。

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实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，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。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，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例中。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例的充分理解。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没有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、材料、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个软件硬化的模块中实现这些功能实体或功能实体的一部分，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。

相关技术中，脉冲电弧焊的一种电流波形如图2所示，包括峰值电流110，第一基值电流120和第二基后下降至第二基值电流130。值电流130，焊接电流从第一基值电流120上升至峰值电流110，持续指定时间焊丝熔化后熔滴大小、粘性等一致性差，最终会导致过渡过程中多脉一滴或者一脉多滴的情况发生，熔滴过渡的混乱又会导致短路爆断的发生，进而会产生飞溅，影响焊接品质。

本示例实施方式中首先提供了一种电弧焊接控制方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S1，在第一时刻，控制电流升高直至达到第一峰值220，且所述第一峰值220持续至第二时刻；

如图2和图3所示，电流可以是从基值210上升至第一峰值220，对比相关技术，第一峰值高于同等条件下的峰值电流110，能够促进焊丝尽快进入熔化状态。第一峰值220持续的时间与焊接时的送丝量相关为了促进焊丝尽快进入熔化状态，并且焊缝两边不发生咬边现象，可以通过合理设置第一峰值220的持续时间来实现。比如在脉冲电弧焊过程中可以将第一峰值220的持续时间设置为50μs～1ms。

步骤S2，在所述第二时刻，控制电流从第一峰值220下降直至达到第二峰值230，且所述第二峰值230持续至第三时刻；

第二峰值230为焊接过程中的常规阶段，其大小与相关技术中电弧焊接的脉冲峰值相同。第一峰值220可以视为在相关技术中的脉冲峰值的上升沿叠加一个短时脉冲，使得脉冲增大促进焊丝尽快进入熔化状态。

步骤S3，在所述第三时刻，控制电流从所述第二峰值230升高直至达到第三峰值240，且所述第三峰值240持续至第四时刻；

其中，第三峰值240可以视为在相关技术中脉冲峰值的下降沿之前叠加一个脉冲能量，使得电流升高，通过增加脉冲电流值来增大熔滴缩颈时产生的电磁收缩力，促进熔滴缩颈并过渡到熔池里。比如，在脉冲电弧焊中第三峰值230可以持续50μs～500μs，具体的持续时间可以通过焊接送丝量进行选择。

步骤S4，在所述第四时刻，控制电流从所述第三峰值230下降直至达到基值210，所述基值210小于所述第二峰值230；

其中，第一时刻、第二时刻、第三时刻和第四时刻均位于一个脉冲周期内。即脉冲波形中一个脉冲周期包括顺序设置第一峰值220，第二峰值230和第三峰值240。

本公开提供的技术方案，在一个脉冲周期内，第一峰值电流和第三峰值电流均大于第二峰值电流，通过第一峰值电流，促进焊丝尽快进入熔化状态，通过第二峰值电流进行焊接；通过第三峰值电流增大熔滴缩颈时产生的电磁收缩力，促进熔滴缩颈并过渡到熔池里。通过促进熔滴熔化和熔滴过渡，最终达到熔滴能够一脉一滴的过渡，减少飞溅的产生，并且避免了焊接电流过高导致焊缝两侧咬边的问题，提高了焊接质量。

需要说明的是，在焊接过程中，包括多个重复的如本公开实施例所述的脉冲周期。

进一步的，为了保证熔滴从焊丝上脱落，如图4所示，步骤S4包括：

S401，控制电流从所述第三峰值240下降直至达到基值210，且所述基值持续至第五时刻；

S402，在所述第五时刻，控制电流升高至第四峰值250，且所述第四峰值250持续至第六时刻，所述第四峰值250小于所述第二峰值230；

在控制电流升高至第四峰值250之前，还可以检测焊丝上的熔滴是否脱落。若焊丝已脱落则控制电流保持在基值电流；若焊丝上的熔滴未脱落，则控制电流升高至第四峰值，促使熔滴再次收缩脱离焊丝。可以在焊接过程中通过高速摄像机获取焊接时的图像，通过计算机对图像进行处理，判断熔滴是否脱落。当然，在实际应用中，也可以不进行检测在每个周期的脉冲中都在在第五时刻，控制电流升高至第四峰值，本公开实施例对此不做具体限定。

S403，在第六时刻，控制电流下降至基值210；

五时刻和所述第六时刻位于所述脉冲周期内，即脉冲波形中一个脉冲周期包括顺序设置第一峰值220，第二峰值230、第三峰值240和第四峰值250。

进一步的，为了防止在基值阶段电弧断弧，如图5所示，本公开实施例提供的电弧焊接控制方法还可以包括：

步骤S5，在第六时刻后的第七时刻，控制达到基值210的电流在预设值与基值210间多次波动，并最终达到基值210，预设值大于基值210且小于第四峰值250。

在步骤S5中，电流长时间处于基值210时，电弧容易断弧，可以在基值阶段叠加小脉冲能量，以稳定电弧燃烧。电流在预设值与基值间多次波动，其波形可以是矩形波或者正弦波等，本公开实施例对此不做具体限定。预设值小于第四峰值电流，需要说明的是，在实际应用中该预设值为一小电流，即在基值和预设值之间波动的电流为一小电流，起作用为防止电弧断弧，但是不影响整个周期中其他波形，对焊接过程不造成其他影响。

示例的，为保证焊丝能够快速熔化，并且避免电流过高造成焊缝两侧咬边，第一峰值220的电流为第二峰值230的电流的110％～125％。为了增大熔滴缩颈时产生的电磁收缩力，促进熔滴缩颈并过渡到熔池里，第三峰值240的电流为第二峰值230的电流的110％～125％。其中，第一峰值220和第三峰值240可以相同，也可以不同，本公开实施例对此不做具体限定。第四峰值250的电流为第二峰值230电流的40％～70％，以保证熔滴从焊丝上脱落。

如图6所示，本公开实施例还一种电弧焊接控制装置，包括：

第一控制模块310，用于在第一时刻，控制电流升高直至达到第一峰值220，且所述第一峰值220持续至第二时刻；

第二控制模块320，用于在所述第二时刻，控制电流从第一峰值220下降直至达到第二峰值230，且所述第二峰值230持续至第三时刻；

第三控制模块330，用于在所述第三时刻，控制电流从所述第二峰值230升高直至达到第三峰值240，且所述第三峰值240持续至第四时刻；

第四控制模块340，用于在所述第四时刻，控制电流从所述第三峰值240下降直至达到基值210，所述基值210小于所述第二峰值230；

其中，所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻和所述第四时刻均位于一个脉冲周期内。

进一步的，如图7所示，第四控制模块340可以包括：

第一控制子模块341，用于控制电流从所述第三峰值240下降直至达到基值210，且所述基值210持续至第五时刻；

第二控制子模块342，用于在所述第五时刻，控制电流升高至第四峰值250，且所述第四峰值250持续至第六时刻，所述第四峰值250小于所述第二峰值230；

电三控制子模块343，用于在所述第六时刻，控制电流下降至所述基值210；

其中，所述五时刻和所述第六时刻位于所述脉冲周期内。

进一步的，本公开实施例提供的电弧焊接控制装置，如图8所示，还包括：

第五控制模块350，用于在第六时刻后的第七时刻，控制达到基值210的电流在预设值与所述基值间多次波动，并最终达到所述基值210，所述预设值大于所述基值210且小于所述第四峰值250。

上述中各电弧焊接控制装置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的描述，因此此处不再赘述。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电弧焊接控制装置的若干模块或者子模块，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模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

本公开实施例还提供一种焊接设备，包括本公开实施例提供的电弧焊的控制装置。除此之外本公开实施例提供的焊接设备还可以包括其他零件和装置，如焊枪和电源等；由于其他零件和装置均为现有技术，本公开实施例对此不再赘述。

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，其特征在于，包括：

在第一时刻，控制电流升高直至达到第一峰值，且所述第一峰值持续至第二时刻；

在所述第二时刻，控制电流从第一峰值下降直至达到第二峰值，且所述第二峰值持续至第三时刻；

在所述第三时刻，控制电流从所述第二峰值升高直至达到第三峰值，且所述第三峰值持续至第四时刻；

在所述第四时刻，控制电流从所述第三峰值下降直至达到基值，所述基值小于所述第二峰值；

所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻和所述第四时刻均位于一个脉冲周期内。

2.如权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，控制电流从所述第三峰值下降直至达到基值包括：

控制电流从所述第三峰值下降直至达到基值，且所述基值持续至第五时刻；

在所述第五时刻，控制电流升高至第四峰值，且所述第四峰值持续至第六时刻，所述第四峰值小于所述第二峰值；

在所述第六时刻，控制电流下降至所述基值；

所述五时刻和所述第六时刻位于所述脉冲周期内。

3.权利要求2所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，所述电弧焊接控制方法还包括：

在第六时刻后的第七时刻，控制达到基值的电流在预设值与所述基值间多次波动，并最终达到所述基值，所述预设值大于所述基值且小于所述第四峰值。

4.如权利要求2所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，所述第四峰值为第二峰值的40％～70％。

5.如权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，所述第一峰值为第二峰值的110％～125％。

6.如权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，所述第三峰值为第二峰值的110％～125％。

7.一种电弧焊接控制装置，其特征在于，包括：

第一控制模块，用于在第一时刻，控制电流升高直至达到第一峰值，且所述第一峰值持续至第二时刻；

第二控制模块，用于在所述第二时刻，控制电流从第一峰值下降直至达到第二峰值，且所述第二峰值持续至第三时刻；

第三控制模块，用于在所述第三时刻，控制电流从所述第二峰值升高直至达到第三峰值，且所述第三峰值持续至第四时刻；

第四控制模块，用于在所述第四时刻，控制电流从所述第三峰值下降直至达到基值，所述基值小于所述第二峰值；

其中，所述第一时刻、所述第二时刻、所述第三时刻和所述第四时刻均位于一个脉冲周期内。

8.如权利要求7所述的电弧焊接控制装置，其特征在于，所述第四控制模块包括：

第一控制子模块，用于控制电流从所述第三峰值下降直至达到基值，且所述基值持续至第五时刻；

第二控制子模块，用于在所述第五时刻，控制电流升高至第四峰值，且所述第四峰值持续至第六时刻，所述第四峰值小于所述第二峰值；

电三控制子模块，用于在所述第六时刻，控制电流下降至所述基值；

其中，所述五时刻和所述第六时刻位于所述脉冲周期内。

9.权利要求8所述的电弧焊接控制装置，其特征在于，还包括：

第五控制模块，用于在第六时刻后的第七时刻，控制达到基值的电流在预设值与所述基值间多次波动，并最终达到所述基值，所述预设值大于所述基值且小于所述第四峰值。

10.一种焊接设备，其特征在于，包括如权利要求7-9任一所述的电弧焊的控制装置。