CN109202216B - 交流脉冲氩弧焊机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交流脉冲氩弧焊机，其包括逆变整流电路、电流反馈电路、焊机起弧开关及控制器；逆变整流电路的输出接焊机电弧电极；电流反馈电路用于采集焊机电弧电极的电流；控制器用于控制逆变整流电路为焊机电弧电极供电；当焊机起弧开关被触发，控制器控制逆变整流电路输出起弧脉冲到电弧电极，然后输出交流焊接脉冲到电弧电极；起弧脉冲的宽度与停焊间隔t正相关，停焊间隔t为焊机电弧电极的电流开始为0持续到焊机起弧开关被触发的时段。本发明的交流脉冲氩弧焊机，既能保证电弧电极冷态时的起弧成功率，又能避免交流脉冲氩弧焊机连续起弧点焊时使电弧电极发热过高导致电弧电极严重烧损。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术，特别涉及一种交流脉冲氩弧焊机。
背景技术
氩弧焊是使用氩气作为保护气体的一种焊接技术，又称氩气体保护焊，就是在电弧焊的周围通上氩气保护气体，将空气隔离在焊区之外，防止焊区的氧化。
铝及铝合金，对氧的亲和力较强，一般铝材表面都会有一层氧化铝，在焊接过程中焊缝表面也会形成一层难熔的氧化铝膜，铝的熔点660摄氏度，而氧化铝膜的熔点在2000多摄氏度。铝及铝合金，如果是用直流焊，由于热量太过集中，而铝的熔点又特别低，这会导致在融掉氧化铝后因温度太高而使铝塌陷下去；在焊接过程中焊缝表面形成的氧化铝膜会阻碍熔池的流动性，造成未熔合、未焊透、假焊等焊接质量的隐患。
交流电本身就具有阴极破碎功能，可以破碎氧化铝膜，为兼有阴极清理作用及钨极不致过热，铝和铝合金焊接通常利用交流钨极氩弧焊焊机。交流电流的极性是周期性变化的，在每个周期里，一个半波相当于直流正接，另一个半波相当于直流反接，正接的半波期间钨极不致过热，可承载较大的焊接电流，有利于电弧稳定，容许可焊厚度增大；反接的半波期间有阴极清理作用，可去除母材表面氧化膜，保证焊缝良好成形。
由于交流氩弧焊的电压和电流随着时间其幅值和极性在不断地变化，每秒有多次过零（交流频率的两倍次），因此电弧的能量也是不断地在变化，电弧空间温度随之而改变。电流过零时，电弧熄灭，下半周必须重新引燃，重新引燃所需的电压值与电弧空间气体残余电离度、电极发射电子能力及反向电源电压上升速度有关，因此焊接参数、电弧空间气体介质、电极材料、电源的动态特性等会对交流氩弧的引弧和稳弧性能产生明显影响。
现有交流脉冲氩弧焊机一般采用钨极为正工件为负的方式（专业术语“直流反接”）起弧，在起弧瞬间焊机输出一个固定宽度的脉冲电流，此种方式能够迅速加热钨极，起弧成功率高。“直流反接”反接方式起弧，在钨棒在冷态时起弧成功率得到了提高，但连续起弧点焊时，钨棒一直处于热态，每次起弧瞬间输出的固定脉冲电流会引起钨极发热过高，烧损严重。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种交流脉冲氩弧焊机，既能保证电弧电极冷态时的起弧成功率，又能避免交流脉冲氩弧焊机连续起弧点焊时使电弧电极发热过高导致电弧电极严重烧损。
为解决上述技术问题，本发明提供的交流脉冲氩弧焊机，其包括逆变整流电路、电流反馈电路、焊机起弧开关及控制器；
所述逆变整流电路的输出接焊机电弧电极；
所述电流反馈电路用于采集焊机电弧电极的电流；
所述控制器用于控制逆变整流电路为焊机电弧电极供电；
当所述焊机起弧开关被触发，控制器控制逆变整流电路输出起弧脉冲到所述电弧电极，然后输出交流焊接脉冲到所述电弧电极；所述起弧脉冲的宽度与停焊间隔t正相关，停焊间隔t为焊机电弧电极的电流开始为0持续到所述焊机起弧开关被触发的时段。
较佳的，所述起弧脉冲的脉冲电流大于等于所述交流焊接脉冲的正半波峰值电流及负半波峰值电流。
较佳的，所述起弧脉冲的脉冲宽度大于等于所述交流焊接脉冲的正半波宽度及负半波宽度。
较佳的，所述焊机电弧电极为钨棒。
较佳的，当t＜tR，T=TL；
当tR≤t，T=TH；
tR为基准停焊间隔，T为起弧脉冲宽度，TL为高脉冲宽度，TH为低脉冲宽度。
较佳的，当tn≤t＜tn+1，T=Tn ；
当tK+1≤t，T=T K+1 ；
tn＜tn+1≤tK+1 ；Tn＜Tn+1≤TK+1；
K为正整数,n为小于等于K的正整数，T为起弧脉冲宽度，Tn为第n设定脉冲宽度,TK+1为第K+1设定脉冲宽度,tn为第n设定停焊间隔，t1大于0，tn+1为第n+1设定停焊间隔，tK+1为第K+1设定停焊间隔。
较佳的，K为1或2。
较佳的，当t＜tA ，T=TA；
当tB≤t，T=TB；
当tA≤t＜tB ，T= TB–(d*（TB - TA）/（tB -tA）)；
tA为最低停焊间隔，tB为最高停焊间隔，T为起弧脉冲宽度，TA为最小脉冲宽度，TB为最大脉冲宽度，d为系数。
较佳的，所述起弧脉冲的宽度与停焊间隔t呈指数型正相关。
较佳的，起弧脉冲的脉冲电流大于30A且小于400A ,脉冲宽度大于200us且小于800ms。
本发明的交流脉冲氩弧焊机，其起弧是根据交流脉冲氩弧焊机本次焊接起弧开始与交流脉冲氩弧焊机上次焊接结束的停焊间隔t，调整交流脉冲氩弧焊机本次焊接的起弧脉冲的脉冲宽度，使交流脉冲氩弧焊机本次焊接的起弧脉冲的脉冲宽度与停焊间隔t正相关，焊接起弧时的脉冲宽度根据停焊间隔t长短自动调整，既保证了电弧电极（钨棒）冷态时的起弧成功率，又避免了交流脉冲氩弧焊机连续起弧点焊时使电弧电极（钨棒）一直处于热态而引起电弧电极（钨棒）发热过高，导致电弧电极（钨棒）严重烧损。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本专利申请的交流脉冲氩弧焊机一实施例结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，交流脉冲氩弧焊机包括逆变整流电路、电流反馈电路、焊机起弧开关及控制器；
所述逆变整流电路的输出接焊机电弧电极；
所述电流反馈电路用于采集焊机电弧电极的电流；
所述控制器用于控制逆变整流电路为焊机电弧电极供电；
当所述焊机起弧开关被触发，控制器控制逆变整流电路输出起弧脉冲到所述电弧电极，然后输出交流焊接脉冲到所述电弧电极；所述起弧脉冲的宽度与停焊间隔t正相关，停焊间隔t为焊机电弧电极的电流开始为0持续到所述焊机起弧开关被触发的时段。
较佳的，所述起弧脉冲的脉冲电流大于等于所述交流焊接脉冲的正半波峰值电流及负半波峰值电流。
较佳的，所述起弧脉冲的脉冲宽度大于等于所述交流焊接脉冲的正半波宽度及负半波宽度。
较佳的，所述焊机电弧电极为钨棒。
实施例一的交流脉冲氩弧焊机，其起弧是根据交流脉冲氩弧焊机本次焊接起弧开始与交流脉冲氩弧焊机上次焊接结束的停焊间隔t，调整交流脉冲氩弧焊机本次焊接的起弧脉冲的脉冲宽度，使交流脉冲氩弧焊机本次焊接的起弧脉冲的脉冲宽度与停焊间隔t正相关，焊接起弧时的脉冲宽度根据停焊间隔t长短自动调整，既保证了电弧电极（钨棒）冷态时的起弧成功率，又避免了交流脉冲氩弧焊机连续起弧点焊时使电弧电极（钨棒）一直处于热态而引起电弧电极（钨棒）发热过高，导致电弧电极（钨棒）严重烧损。
实施例二
基于实施例一的交流脉冲氩弧焊机，当t＜tR，T=TL；
当tR≤t，T=TH；
tR为基准停焊间隔，T为起弧脉冲宽度，TL为高脉冲宽度，TH为低脉冲宽度。
实施例二的交流脉冲氩弧焊机，采用单阶梯式调整起弧脉冲宽度。
实施例三
基于实施例一的交流脉冲氩弧焊机，当tn≤t＜tn+1，T=Tn ；
当tK+1≤t，T=Tn+1 ；tn＜tn+1≤tK+1 ；
K为正整数,n为小于等于K的正整数，T为起弧脉冲宽度，Tn为第n设定脉冲宽度,TK+1为第K+1设定脉冲宽度,tn为第n设定停焊间隔，t1大于0，tn+1为第n+1设定停焊间隔，tK+1为第K+1设定停焊间隔。
较佳的，K为1或2。
实施例三的交流脉冲氩弧焊机，采用多阶梯式调整起弧脉冲，根据停焊间隔t达到的不同设定时长tn ，调整起弧脉冲的脉冲宽度。
实施例四
基于实施例一的交流脉冲氩弧焊机，当t＜tA ，T=TA；
当tB≤t，T=TB；
当tA≤t＜tB ，T= TB–(d*（TB - TA）/（tB -tA）)；
tA为最低停焊间隔，tB为最高停焊间隔，T为起弧脉冲宽度，TA为最小脉冲宽度，TB为最大脉冲宽度，d为系数（可以根据不同焊丝材质和焊丝直径设定）。
实施例四的交流脉冲氩弧焊机，采用阶梯线性式调整起弧脉冲的脉冲宽度。
实施例五
基于实施例一的气保焊机，所述起弧脉冲的宽度与停焊间隔t呈指数型正相关。
较佳的，起弧脉冲的脉冲电流大于30A且小于400A ,脉冲宽度大于200us且小于800ms。
以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种交流脉冲氩弧焊机，其特征在于，其包括逆变整流电路、电流反馈电路、焊机起弧开关及控制器；
所述逆变整流电路的输出接焊机电弧电极；
所述电流反馈电路用于采集焊机电弧电极的电流；
所述控制器用于控制逆变整流电路为焊机电弧电极供电；
当所述焊机起弧开关被触发，控制器控制逆变整流电路输出起弧脉冲到所述电弧电极，然后输出交流焊接脉冲到所述电弧电极；所述起弧脉冲的宽度与停焊间隔t正相关，停焊间隔t为焊机电弧电极的电流开始为0持续到所述焊机起弧开关被触发的时段；
起弧脉冲宽度T：
当t＜tR，T＝TL；当tR≤t，T＝TH；
或者，
当tn≤t＜tn+1，T＝Tn；当tK+1≤t，T＝T K+1；tn＜tn+1≤tK+1；Tn＜Tn+1≤TK+1；
或者，
当t＜tA，T＝TA；当tB≤t，T＝TB；当tA≤t＜tB，T＝TB–(d*(TB-TA)/(tB-tA))；
tR为基准停焊间隔，TL为高脉冲宽度，TH为低脉冲宽度，K为正整数,n为小于等于K的正整数，Tn为第n设定脉冲宽度,TK+1为第K+1设定脉冲宽度,tn为第n设定停焊间隔，t1大于0，tn+1为第n+1设定停焊间隔，tK+1为第K+1设定停焊间隔，tA为最低停焊间隔，tB为最高停焊间隔，TA为最小脉冲宽度，TB为最大脉冲宽度，d为系数。
2.根据权利要求1所述的交流脉冲氩弧焊机，其特征在于，
所述起弧脉冲的脉冲电流大于等于所述交流焊接脉冲的正半波峰值电流及负半波峰值电流。
3.根据权利要求1所述的交流脉冲氩弧焊机，其特征在于，
所述起弧脉冲的脉冲宽度大于等于所述交流焊接脉冲的正半波宽度及负半波宽度。
4.根据权利要求1所述的交流脉冲氩弧焊机，其特征在于，
所述焊机电弧电极为钨棒。
5.根据权利要求1所述的交流脉冲氩弧焊机，其特征在于，
K为1或2。
6.根据权利要求1所述的交流脉冲氩弧焊机，其特征在于，
所述起弧脉冲的宽度与停焊间隔t呈指数型正相关。
7.根据权利要求1所述的交流脉冲氩弧焊机，其特征在于，
起弧脉冲的脉冲电流大于30A且小于400A,脉冲宽度大于200us且小于800ms。
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Denomination of invention: AC pulse argon arc welding machine Effective date of registration: 20231026 Granted publication date: 20210305 Pledgee: Bank of Shanghai Co.,Ltd. Jing'an Sub branch Pledgor: SHANGHAI TAYOR WELDING MACHINE Co.,Ltd. Registration number: Y2023310000676 |
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Change date: 20240628 Registration number: Y2023310000676 Pledgor after: Shanghai General Electric Welding Machine Co., Ltd., Shanghai General Heavy Industry Group Co.,Ltd. Pledgor before: SHANGHAI TAYOR WELDING MACHINE Co.,Ltd. |