CN109277669A - 电弧稳定的脉冲气保焊机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电弧稳定的脉冲气保焊机，其包括逆变整流电路、电压反馈电路及控制器；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压；控制器用于根据电弧电极的电压控制逆变整流电路为焊机电弧电极供电；当电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到电弧电极的焊接脉冲的基值电流时长增加，并且峰值电流幅度减小；当电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到电弧电极的焊接脉冲的基值电流时长减小，并且峰值电流幅度增大。该气保焊机能够快速响应电弧变化稳定电弧，即便在焊接电流比较小的情况下，当外界条件发生变化的时候，也能很快响应保持电弧稳定，避免出现飞溅。

Description

电弧稳定的脉冲气保焊机
技术领域
本发明涉及焊接技术，特别涉及一种电弧稳定的脉冲气保焊机。
背景技术
气保焊机（cogas protective welder）不用焊条用焊丝，用CO2、CO2和氩气混合气体、CO2和氦气混合气体来做保护气体，包括电源、送丝电机等部分，气保焊焊接电流可输出矩形脉冲波形，达到喷射过渡，易于全位置焊接。
熔化极脉冲电流气体保护焊，是利用脉冲电流实现射滴过渡的焊接方式，在一定平均电流下，焊接电源的输出电流以一定的频率和幅值变化来控制熔滴有节奏的过渡到熔池，焊接电源的输出电流由依次出现的脉冲和基值组成，其原理是通过脉冲电流（峰值电流）和维持电流（基值电流）切换来是实现不同电流下射流过渡。熔化极脉冲电流气体保护焊(PMAG)具有较高的峰值电流,在相同的热输入条件下,电弧挺度较好,热输入稳定,适合于高速焊接工艺，可在平均电流小于临界电流值的条件下获得射流（射滴）过渡，稳定地实现一个脉冲过渡一个（或多个）熔滴的理想状态—熔滴过渡无飞溅、熔深大、晶粒细密、焊缝强度高，适合于全位置焊接，并具有较宽的电流调节范围，从20安到500安都能实现稳定优质的焊接，焊接性能远胜于普通气保焊机，是焊机发展的主流方向，适合板厚δ≥1.0mm工件的全位置焊接，尤其对那些热敏感性较强的材料，可有效地控制热输入量，改善接头性能。由于脉冲电弧具有较强的熔池搅拌作用，可以改变熔池冶金性能，有利于消除气孔、未熔合等焊接缺陷。
熔化极脉冲电流气体保护焊的引弧方式一般有三种：爆断引弧(焊丝接触工件，通电使焊丝与工件接触处熔化，焊丝爆断后引燃电弧)；慢送丝引弧(焊丝缓慢送向工件直到电弧引燃，然后提高送丝速度)和回抽引弧(焊丝接触工件，通电后回抽焊丝引燃电弧)。
在熔化极脉冲电流气体保护焊中,焊丝的送进是均匀的,而焊丝的熔化是脉动的。为了保证焊接过程稳定,当电弧长度发生变化时,焊丝的熔化速度必须相应迅速发生变化,使电弧恢复到原来的长度。一般来说, 熔化极脉冲电流气体保护焊(PMAG)的基值电流很小,对焊丝熔化的贡献不大,所以保证熔滴过渡稳定的关键在于保证脉冲能量的稳定性。可以通过保持脉冲峰值电流、脉冲宽度（时间）以及基值电流不变,通过调整基值时间来调节脉冲出现频率,从而达到调节焊丝熔化速度的作用。焊接过程中,采用电压信号表征电弧长度,当电弧电压变化后,调整脉冲出现频率来调节弧长,这个过程就叫压频转换。可以使脉冲峰值电流、脉冲宽度（时间）以及基值电流不变,采样电弧电压和参考电压比较,如果电弧电压升高,则表明弧长伸长,通过控制增大基值时间,使脉冲出现频率减小,焊丝熔化变慢,电弧长度减小,保证焊接过程稳定；反之减小基值时间。电弧电压是指焊丝端头和工件之间的电压降，不是电源输出端的电压。
常见的脉冲气保焊控制弧长的方式是：弧长调节根据反馈电压调整基值电流时间来实现，脉冲峰值电流、脉冲峰值电流宽度（脉冲电流峰值时间）、脉冲基值电流不变，根据电压反馈，调节脉冲基值电流时间，反馈电压高于给定电压，基值电流时间变长，反馈电压低于给定电压，基值电流时间变短。这种方式因峰值电流和基值电流为都为恒流模式，故称作I-I模式。I-I模式在焊接电流比较小的情况下，脉冲频率较低，电压变化时每次调节基值电流时间间隔（每个周期调整一次）较长，不能很好的响应电压变化，在外界条件（例如焊工手抖动）发生变化的时候容易引起电弧不稳定（弧长变短后会引起短路出现飞溅）。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电弧稳定的脉冲气保焊机，能够快速响应电弧变化稳定电弧，即便在焊接电流比较小的情况下，当外界条件发生变化的时候，也能很快响应保持电弧稳定，避免出现飞溅。
为解决上述技术问题，本发明提供的电弧稳定的脉冲气保焊机，其包括逆变整流电路、电压反馈电路及控制器；
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压；
所述控制器用于根据电弧电极的电压控制逆变整流电路为焊机电弧电极供电；
当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流时长增加，并且峰值电流幅度减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流时长减小，并且峰值电流幅度增大。
较佳的，当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压线性增加，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压线性减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压线性减小，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压线性增加。
较佳的，当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压指数增加，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压指数减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压指数减小，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压指数增加。
较佳的，当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压线性增加，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压指数减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压线性减小，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压指数增加。
较佳的，当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压指数增加，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压线性减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压指数减小，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压线性增加。
较佳的，焊接脉冲的基值电流时长大于400us且小于500ms，焊接脉冲的峰值电流幅度大于150A且小于800A。
本发明的电弧稳定的脉冲气保焊机，针对现有脉冲气保焊弧长控制I-I模式的不足，在I-I模式下，根据实时焊机电弧电极电压反馈，不仅调节焊接脉冲的基值电流时长大小，还调节焊接脉冲的峰值电流的幅度大小，电弧电极电压高时焊接脉冲的峰值电流幅度减小，电弧电极电压低时焊接脉冲的峰值电流幅度增大。该脉冲气保焊机，因在焊接时焊接脉冲的峰值电流和基值电流先后交替出现，所以在每个周期可以先后调整两次（一次为峰值电流幅度，另一次为基值电流时长），响应速度相对于现有I-I模式提高了一倍，即便在焊接电流比较小的情况下，当外界条件发生变化（例如焊工手抖动）的时候，也能很快响应保持电弧稳定，避免出现飞溅。
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为本专利申请的电弧稳定的脉冲气保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，电弧稳定的脉冲气保焊机机包括逆变整流电路、电压反馈电路及控制器；
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压；
所述控制器用于根据电弧电极的电压控制逆变整流电路为焊机电弧电极供电；
当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流时长增加，并且峰值电流幅度减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流时长减小，并且峰值电流幅度增大。
实施例一的电弧稳定的脉冲气保焊机，针对现有脉冲气保焊弧长控制I-I模式的不足，在I-I模式下，根据实时焊机电弧电极电压反馈，不仅调节焊接脉冲的基值电流时长大小，还调节焊接脉冲的峰值电流的幅度大小，电弧电极电压高时焊接脉冲的峰值电流幅度减小，电弧电极电压低时焊接脉冲的峰值电流幅度增大。该脉冲气保焊机，因在焊接时焊接脉冲的峰值电流和基值电流先后交替出现，所以在每个周期可以先后调整两次（一次为峰值电流幅度，另一次为基值电流时长），响应速度相对于现有I-I模式提高了一倍，即便在焊接电流比较小的情况下，当外界条件发生变化（例如焊工手抖动）的时候，也能很快响应保持电弧稳定，避免出现飞溅。
实施例二
基于实施例一的电弧稳定的脉冲气保焊机，当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压线性增加，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压线性减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压线性减小，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压线性增加。
实施例三
基于实施例一的电弧稳定的脉冲气保焊机，当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压指数增加，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压指数减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压指数减小，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压指数增加。
实施例四
基于实施例一的电弧稳定的脉冲气保焊机，当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压线性增加，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压指数减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压线性减小，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压指数增加。
实施例五
基于实施例一的电弧稳定的脉冲气保焊机，当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压指数增加，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压线性减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压指数减小，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压线性增加。
实施例六
基于实施例一的电弧稳定的脉冲气保焊机，焊接脉冲的基值电流时长大于400us且小于500ms，焊接脉冲的峰值电流幅度大于150A且小于800A。
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 (6)

1.一种电弧稳定的脉冲气保焊机，其特征在于，其包括逆变整流电路、电压反馈电路及控制器；
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压；
所述控制器用于根据电弧电极的电压控制逆变整流电路为焊机电弧电极供电；
当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流时长增加，并且峰值电流幅度减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流时长减小，并且峰值电流幅度增大。
2.根据权利要求1的电弧稳定的脉冲气保焊机，其特征在于，
当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压线性增加，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压线性减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压线性减小，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压线性增加。
3.根据权利要求1的电弧稳定的脉冲气保焊机，其特征在于，
当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压指数增加，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压指数减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压指数减小，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压指数增加。
4.根据权利要求1的电弧稳定的脉冲气保焊机，其特征在于，
当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压线性增加，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压指数减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压线性减小，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压指数增加。
5.根据权利要求1的电弧稳定的脉冲气保焊机，其特征在于，
当所述电弧电极的电压高于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压指数增加，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压线性减小；
当所述电弧电极的电压低于设定电压，控制器控制逆变整流电路使其输出到所述电弧电极的焊接脉冲的基值电流的时长随电弧电极的电压指数减小，并且峰值电流幅度随电弧电极的电压线性增加。
6.根据权利要求1的电弧稳定的脉冲气保焊机，其特征在于，
焊接脉冲的基值电流时长大于400us且小于500ms，焊接脉冲的峰值电流幅度大于150A且小于800A。
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