CN109365965A - 基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备及控制方法 - Google Patents

基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备及控制方法，焊枪的导电嘴的中央为焊丝，导电嘴上端与送丝机构连接，导电嘴两侧为钨极，钨极外侧为保护气罩，第一超音频旁路热丝电源的正极与第二超音频旁路热丝电源的正极连接到焊丝上，超音频旁路热丝电源的负极分别与主路焊接电源的负极、钨极连接，第一主路焊接电源的正极与第二主路焊接电源的正极连接到母材上。本发明利用超音频脉冲协调控制方式，可将熔滴过渡的被动控制方式变为主动控制方式，迫使熔滴产生超音频振动，促进熔滴滴落，对熔滴过渡频率和熔滴大小的精确控制，节省焊枪的空间，消除焊接方向性，降低焊枪的整体体积，提高了焊枪的灵活性和可达性。

Description

基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备及控制 方法
技术领域
本发明属于属焊接及增材制造领域，具体涉及基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备及控制方法。
背景技术
在焊接过程中，熔滴过渡的热、力行为对焊缝成型和焊接质量有重要影响。一般来说，良好的熔滴过渡形式有利于改善焊缝成形，减少焊接飞溅，提高接头质量。现有的熔化极气体保护焊接方法，由于其焊丝熔化及过渡方式与电流大小直接相关，焊丝熔化速度与熔滴过渡很难独立控制。例如，小电流情况下进行熔化极气体保护焊时，促进熔滴过渡的力小，只能进行大滴或短路过渡。
为了实现焊接熔滴过渡的有效控制，奥地利Fronius公司开发了一种冷金属过渡技术(CMT)，该技术采用外加的焊丝回抽力促进熔滴过渡，降低了焊接热输入，但设备复杂、焊接效率低下。美国Y.Zhang等人利用小功率的激光束打到熔滴上部，利用激光束引起的蒸汽反冲力促进了熔滴的过渡，实现了熔滴受力与电弧热的相互独立控制，但要保证激光束的聚焦点在熔滴缩颈处，操作难度高，不易实现。吕世雄等人(专利号201210026693.2)提出了一种机械振动辅助熔滴过渡的焊接方法，该发明采用了一个由电机和传动装置带动的机械式振动杆，振动杆与送丝机构的前端相接触，通过机械振动的方式促进熔滴的滴落，从而达到改善熔滴过渡的目的。该方式具有结构简单、成本低的优点，但同时也存在一定的问题：机械式振动的频率和振幅易受到不稳定因素的影响，无法保证准确熔滴过渡控制的准确性和稳定性；振动装置距离焊枪较近，增加了焊枪的整体体积，极大的降低了焊枪的灵活性和可达性；机械振动的方式容易产生噪音和设备的抖动，导致焊接过程不稳定、加速设备的损坏。
基于此，本发明提出了一种超音频脉冲双钨极协调的熔滴过渡控制方法，通过在对称双钨极和焊丝之间施加超音频脉冲电源，且两电源的电流脉冲频率、幅值一致但相位相反，对熔滴过渡进行脉冲协调控制，进而实现熔滴的超音频振荡，获得射滴、射流、喷射等熔滴过渡形式。本发明采用一把中心填丝的双钨极热丝焊枪，将对称双钨极分别与两焊接电源负极直接相连，工件与焊接电源正极相接。同时，在双钨极和焊丝之间施加两个超音频脉冲旁路热丝电源，但两电源的脉冲频率及幅值相同、相位相反。焊接过程中，当一侧超音频脉冲旁路热丝电源的输出电流为峰值，另一侧为基值时，电磁力推动熔滴向基值侧偏移，反之亦然。这样在超音频脉冲协调作用下，熔滴必然产生往复的超音频振动，即将超声振动能量施加到焊丝熔滴上，促进熔滴滴落，从而实现对熔滴过渡形式的控制。采用这种控制方式，可通过调节脉冲电流大小、脉冲频率、脉冲幅值、双钨极的位置等参数实现对熔滴大小和过渡频率的精确、稳定的控制。这一方法结合了电磁力、重力、表面张力和等离子流力的作用，是熔滴过渡形式主动控制的新方法。
发明内容
本发明的目的在于提供了基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备及控制方法，利用对称双钨极和焊丝之间的超音频脉冲协调控制，实现熔滴的超音频振荡，促进熔滴滴落，实现熔滴过渡的有效、精确、稳定的控制。
本发明的目的是这样实现的：
基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备及控制方法，具体的实现步骤如下：
一种基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备，其结构包括第一超音频旁路热丝电源1、第二超音频旁路热丝电源3、脉冲协调控制器2、保护气罩4、第一钨极5、第二钨极9、导电嘴6、焊丝7、送丝机构8、第一主路焊接电源10、第二主路焊接电源15、母材11，导电嘴6的中央为焊丝7，导电嘴6上端与送丝机构8连接，导电嘴6两侧为第一钨极5、第二钨极9，第一钨极5与第二钨极9的外侧为保护气罩4，保护气罩4的下方开口正对着母材11，第一超音频旁路热丝电源1的正极与第二超音频旁路热丝电源3的正极连接到焊丝7上，第一超音频旁路热丝电源1的负极分别与第一主路焊接电源10的负极、第一钨极5连接，第二超音频旁路热丝电源3的负极分别与第二主路焊接电源15的负极、第二钨极9连接，第一主路焊接电源10的正极与第二主路焊接电源15的正极连接到母材11上。
基于所述的一种基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备的控制方法，具体的实现步骤如下：
步骤1.对工件进行焊接前的预处理，并选择焊丝7，组装焊接设备；
步骤2.选择第一钨极5和第二钨极9，调节第一钨极5到焊丝7的距离为4mm-6mm，角度为15°-30°，调节第二钨极9到焊丝7的距离为4mm-6mm，角度为15°-30°，调节焊枪14端部到工件11的距离4mm-5mm，焊枪14的轴线与工件11垂直，焊丝干伸长10mm-15mm，选择保护气种类；
步骤3.启动第一主路焊接电源10和第二主路焊接电源15，设定电流和电压参数，同时启动第一超音频旁路热丝电源1、第二超音频旁路热丝电源3、脉冲协调控制器2，设定第一超音频旁路热丝电源1与第二超音频旁路热丝电源3的电流的大小、脉冲波形、脉冲频率、幅值，设定保护气流量、送丝速度、焊接速度；
步骤4.打开焊接开关，焊接过程中，调节脉冲协调控制器2调节脉冲电流大小、脉冲频率、脉冲幅值和钨极位置，精确控制熔滴过渡形式、熔滴大小、过渡频率。
步骤3所述第一主路焊接电源10和第二主路焊接电源15的参数相同；步骤3所述第一超音频旁路热丝电源1与第二超音频旁路热丝电源3输出的超音频脉冲电流的脉冲频率相同、幅值相同、相位相反。
本发明的有益效果在于：利用超音频脉冲协调控制方式，可将熔滴过渡的被动控制方式变为主动控制方式，迫使熔滴产生超音频振动，促进熔滴滴落，从而实现对熔滴过渡频率和熔滴大小的精确控制；采用超音频脉冲协调控制方法，可通过调节脉冲电流大小、脉冲频率、脉冲幅值、双钨极与焊丝之间的角度及位置等，进一步实现对熔滴大小和过渡频率的参数化、精确化控制；采用双钨极旁路热丝的脉冲协调控制方法，钨极电流被焊丝分流，焊丝可通以大电流，仅有部分电流流入工件，实现了对工件热输入的有效控制；焊丝以TOPTIG的方式送入双钨极耦合电弧中心，相较于TIG旁轴送丝方式没有方向性、相较于MIG电弧送丝速度与电流不关联，并且耦合电弧可提供更多的热与电磁力控因素，有利于对熔滴过渡进行精确控制；中心填丝的送丝方式和双钨极对称分布的布置方式，可以节省焊枪的空间，消除焊接方向性，降低焊枪的整体体积，提高了焊枪的灵活性和可达性，可满足多位置、多方向的焊接需求；该焊接方法是对传统电弧焊的高效化改进，经过一定程度的改造后，熔滴过渡得到有效控制，既可用于焊接，也可用于电弧增材制造，是一种低成本、高效率的焊接方法。
附图说明
图1为超音频脉冲双钨极协调的熔滴过渡控制方法示意图。
图2为超音频脉冲电流波形信号示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述：
实施例1
基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备及控制方法，具体的实现步骤如下：
一种基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备，其结构包括第一超音频旁路热丝电源1、第二超音频旁路热丝电源3、脉冲协调控制器2、保护气罩4、第一钨极5、第二钨极9、导电嘴6、焊丝7、送丝机构8、第一主路焊接电源10、第二主路焊接电源15、母材11，导电嘴6的中央为焊丝7，导电嘴6上端与送丝机构8连接，导电嘴6两侧为第一钨极5、第二钨极9，第一钨极5与第二钨极9的外侧为保护气罩4，保护气罩4的下方开口正对着母材11，第一超音频旁路热丝电源1的正极与第二超音频旁路热丝电源3的正极连接到焊丝7上，第一超音频旁路热丝电源1的负极分别与第一主路焊接电源10的负极、第一钨极5连接，第二超音频旁路热丝电源3的负极分别与第二主路焊接电源15的负极、第二钨极9连接，第一主路焊接电源10的正极与第二主路焊接电源15的正极连接到母材11上。
一种基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制方法，具体的实现步骤如下：
步骤1.对工件进行焊接前的预处理，并选择焊丝7，组装焊接设备；
步骤2.选择第一钨极5和第二钨极9，调节第一钨极5到焊丝7的距离为4mm-6mm，角度为15°-30°，调节第二钨极9到焊丝7的距离为4mm-6mm，角度为15°-30°，调节焊枪14端部到工件11的距离4mm-5mm，焊枪14的轴线与工件11垂直，焊丝干伸长10mm-15mm，选择保护气种类；
步骤3.启动第一主路焊接电源10和第二主路焊接电源15，设定电流和电压参数，同时启动第一超音频旁路热丝电源1、第二超音频旁路热丝电源3、脉冲协调控制器2，设定第一超音频旁路热丝电源1与第二超音频旁路热丝电源3的电流的大小、脉冲波形、脉冲频率、幅值，设定保护气流量、送丝速度、焊接速度；
步骤4.打开焊接开关，焊接过程中，调节脉冲协调控制器2调节脉冲电流大小、脉冲频率、脉冲幅值和钨极位置，精确控制熔滴过渡形式、熔滴大小、过渡频率。
步骤3所述第一主路焊接电源10和第二主路焊接电源15的参数相同，以保证焊接的稳定性；步骤3所述第一超音频旁路热丝电源1与第二超音频旁路热丝电源3输出的超音频脉冲电流的脉冲频率相同、幅值相同、相位相反，例如图2所示，经过脉冲协调控制器2调控后的电流波形，某一个t时间段内，超音频脉冲旁路热丝电源1输出电流峰值，超音频脉冲旁路电源热丝3输出电流基值，下一个t时间段内则相反；焊接过程中，当一侧旁路热丝电源输出的脉冲电流为峰值，另一侧为基值时，电磁力推动熔滴13向基值侧偏移，反之亦然；这样在超音频脉冲协调作用下，熔滴13必然产生往复的超音频振动，即将超声振动能量施加到焊丝熔滴13上，促进熔滴13滴落，从而实现对熔滴过渡形式的控制。
步骤1所述的组装焊接设备的过程为在导电嘴6的中央放置焊丝7，导电嘴6的上端与送丝机构8连接，导电嘴6的两侧为第一钨极5、第二钨极9，第一钨极5与第二钨极9的外侧套有保护气罩4，保护气罩4的下方开口正对着母材11，第一超音频旁路热丝电源1的正极与第二超音频旁路热丝电源3的正极连接到焊丝7上，第一超音频旁路热丝电源1的负极分别与第一主路焊接电源10的负极、第一钨极5连接，第二超音频旁路热丝电源3的负极分别与第二主路焊接电源15的负极、第二钨极9连接，第一主路焊接电源10的正极与第二主路焊接电源15的正极连接到母材11上。
焊接过程中，对称分布的第一钨极5、第二钨极9与母材11之间形成主路电弧；对称分布的第一钨极5、第二钨极9与焊丝7之间形成旁路电弧；主、旁路电弧共同形成耦合电弧12。
焊接过程中，如图1所示，总焊接电流为I主路(I主路＝I主路1+I主路2)，旁路电流为I旁路，流经母材的电流为I母材。总焊接电流、母材电流、旁路电流存在如下关系：
I主路1＝I主路2
I主路＝I主路1+I主路2＝I旁路+I母材
双钨极的主路电流I主路1和I主路2相等，保证起弧和焊接的稳定性。一部分总焊接电流(I主路)被焊丝分流(I旁路)，一方面可以起到加热焊丝、提高焊丝熔化效率的作用；另一方面降低了流经母材的电流(I母材)，减小了母材的焊接热输入，提高了焊接的稳定性，改善焊缝成型和接头质量。
此外，焊丝7从焊枪14的中心穿过，合理利用焊枪14的内部空间，减小焊枪14的体积，且消除了焊接方向性问题，可以提高焊枪14的灵活性和可达性。
实施例2
基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备及控制方法，本发明涉及一种焊接熔滴过渡控制装置及控制方法，具体涉及一种基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制装置及控制方法，属于金属焊接及增材制造领域。
在焊接过程中，熔滴过渡的热、力行为对焊缝成型和焊接质量有重要影响。一般来说，良好的熔滴过渡形式有利于改善焊缝成形，减少焊接飞溅，提高接头质量。现有的熔化极气体保护焊接方法，由于其焊丝熔化及过渡方式与电流大小直接相关，焊丝熔化速度与熔滴过渡很难独立控制。例如，小电流情况下进行熔化极气体保护焊时，促进熔滴过渡的力小，只能进行大滴或短路过渡。
为了实现焊接熔滴过渡的有效控制，奥地利Fronius公司开发了一种冷金属过渡技术(CMT)，该技术采用外加的焊丝回抽力促进熔滴过渡，降低了焊接热输入，但设备复杂、焊接效率低下。美国Y.Zhang等人利用小功率的激光束打到熔滴上部，利用激光束引起的蒸汽反冲力促进了熔滴的过渡，实现了熔滴受力与电弧热的相互独立控制，但要保证激光束的聚焦点在熔滴缩颈处，操作难度高，不易实现。吕世雄等人(专利号201210026693.2)提出了一种机械振动辅助熔滴过渡的焊接方法，该发明采用了一个由电机和传动装置带动的机械式振动杆，振动杆与送丝机构的前端相接触，通过机械振动的方式促进熔滴的滴落，从而达到改善熔滴过渡的目的。该方式具有结构简单、成本低的优点，但同时也存在一定的问题：(1)机械式振动的频率和振幅易受到不稳定因素的影响，无法保证准确熔滴过渡控制的准确性和稳定性；(2)振动装置距离焊枪较近，增加了焊枪的整体体积，极大的降低了焊枪的灵活性和可达性；(3)机械振动的方式容易产生噪音和设备的抖动，导致焊接过程不稳定、加速设备的损坏。
基于此，本发明提出了一种超音频脉冲双钨极协调的熔滴过渡控制方法，通过在对称双钨极和焊丝之间施加超音频脉冲电源，且两电源的电流脉冲频率、幅值一致但相位相反，对熔滴过渡进行脉冲协调控制，进而实现熔滴的超音频振荡，获得射滴、射流、喷射等熔滴过渡形式。本发明采用一把中心填丝的双钨极热丝焊枪，将对称双钨极分别与两焊接电源负极直接相连，工件与焊接电源正极相接。同时，在双钨极和焊丝之间施加两个超音频脉冲旁路热丝电源，但两电源的脉冲频率及幅值相同、相位相反。焊接过程中，当一侧超音频脉冲旁路热丝电源的输出电流为峰值，另一侧为基值时，电磁力推动熔滴向基值侧偏移，反之亦然。这样在超音频脉冲协调作用下，熔滴必然产生往复的超音频振动，即将超声振动能量施加到焊丝熔滴上，促进熔滴滴落，从而实现对熔滴过渡形式的控制。采用这种控制方式，可通过调节脉冲电流大小、脉冲频率、脉冲幅值、双钨极的位置等参数实现对熔滴大小和过渡频率的精确、稳定的控制。这一方法结合了电磁力、重力、表面张力和等离子流力的作用，是熔滴过渡形式主动控制的新方法。
本发明提出一种超音频脉冲双钨极协调的熔滴过渡控制方法，利用对称双钨极和焊丝之间的超音频脉冲协调控制，实现熔滴的超音频振荡，促进熔滴滴落，实现熔滴过渡的有效、精确、稳定的控制。
本发明涉及一种超音频脉冲双钨极协调的熔滴过渡控制方法，主要由一把中心填丝的双钨极热丝焊枪、两个主路焊接电源、两个超音频脉冲旁路热丝电源、脉冲协调控制器、送丝机构等组成。焊接时，将对称双钨极分别与两主路焊接电源负极直接相连，工件与主路焊接电源正极相接。同时，在对称双钨极和焊丝之间施加两个超音频脉冲旁路热丝电源，但两电源产生的电流脉冲频率及幅值相同、相位相反。在焊接过程中，启动焊接电源，在双钨极与工件之间引燃主路电弧；同时启动超音频脉冲旁路热丝电源，在焊丝和双钨极之间形成旁路电弧，并与主路电弧相互作用形成耦合电弧；并利用脉冲协调控制器，对两个旁路热丝电源进行脉冲协调控制，即产生两组脉冲频率及幅值相同、相位相反的超音频脉冲电流。焊接时当一侧超音频脉冲旁路热丝电源输出的脉冲电流为峰值，另一侧为基值时，电磁力会推动熔滴向基值侧偏移，反之亦然。这样在超音频脉冲协调作用下，熔滴必然产生往复的超音频振动，即将超声振动能量施加到焊丝熔滴上，促进熔滴滴落，从而实现对熔滴过渡频率和熔滴大小的控制目的。
焊接过程中，可调节的参数主要包括：主路电源电流大小、旁路热丝电源的脉冲电流大小、脉冲频率、幅值、双钨极与焊丝之间的角度和距离等，通过这些参数的调整和匹配，可以实现对熔滴过渡形式、熔滴大小和过渡频率的参数化、精确化控制。
1、利用超音频脉冲协调控制方式，可将熔滴过渡的被动控制方式变为主动控制方式，迫使熔滴产生超音频振动，促进熔滴滴落，从而实现对熔滴过渡频率和熔滴大小的精确控制。
2、采用超音频脉冲协调控制方法，可通过调节脉冲电流大小、脉冲频率、脉冲幅值、双钨极与焊丝之间的角度及位置等，进一步实现对熔滴大小和过渡频率的参数化、精确化控制。
3、采用双钨极旁路热丝的脉冲协调控制方法，钨极电流被焊丝分流，焊丝可通以大电流，仅有部分电流流入工件，实现了对工件热输入的有效控制。
4、焊丝以TOPTIG的方式送入双钨极耦合电弧中心，相较于TIG旁轴送丝方式没有方向性、相较于MIG电弧送丝速度与电流不关联，并且耦合电弧可提供更多的热与电磁力控因素，有利于对熔滴过渡进行精确控制。
5、中心填丝的送丝方式和双钨极对称分布的布置方式，可以节省焊枪的空间，消除焊接方向性，降低焊枪的整体体积，提高了焊枪的灵活性和可达性，可满足多位置、多方向的焊接需求。
6、该焊接方法是对传统电弧焊的高效化改进，经过一定程度的改造后，熔滴过渡得到有效控制，既可用于焊接，也可用于电弧增材制造，是一种低成本、高效率的焊接方法。
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
图1是超音频脉冲双钨极协调的熔滴过渡控制方法示意图。该焊接装置主要由两个主路焊接电源10和15、两个超音频脉冲旁路热丝电源1和3、中心填丝的双钨极热丝焊枪14、送丝机构8、脉冲协调控制器2、母材11等组成。中心填丝双钨极热丝焊枪14主要由保护气罩4、两个对称布置的钨极5和9、导电嘴6、焊丝7等组成。
焊接过程中，对称分布的双钨极(5、9)与母材11之间形成主路电弧；对称分布的双钨极(5、9)与焊丝7之间形成旁路电弧；主、旁路电弧共同形成耦合电弧12。主路焊接电源10和15的输出电流、电压等参数相同，以保证焊接的稳定性。在脉冲协调控制器2的作用下，两个旁路热丝电源1和3分别生成脉冲频率及幅值相同、相位相反的超音频脉冲电流，例如图2所示，经过脉冲协调控制器2调控后的电流波形，某一个t时间段内，超音频脉冲旁路热丝电源1输出电流峰值，超音频脉冲旁路电源热丝3输出电流基值，下一个t时间段内则相反。焊接过程中，当一侧旁路热丝电源输出的脉冲电流为峰值，另一侧为基值时，电磁力推动熔滴13向基值侧偏移，反之亦然。这样在超音频脉冲协调作用下，熔滴13必然产生往复的超音频振动，即将超声振动能量施加到焊丝熔滴13上，促进熔滴13滴落，从而实现对熔滴过渡形式的控制。焊接时，可以通过调节脉冲协调控制器2来调节脉冲电流大小、脉冲频率、脉冲幅值和钨极位置参数实现对熔滴过渡形式、熔滴13的大小、过渡频率的参数化控制。
焊接过程中，如图1所示，总焊接电流为I主路(I主路＝I主路1+I主路2)，旁路电流为I旁路，流经母材的电流为I母材。总焊接电流、母材电流、旁路电流存在如下关系：
I主路1＝I主路2
I主路＝I主路1+I主路2＝I旁路+I母材
双钨极的主路电流I主路1和I主路2相等，保证起弧和焊接的稳定性。一部分总焊接电流(I主路)被焊丝分流(I旁路)，一方面可以起到加热焊丝、提高焊丝熔化效率的作用；另一方面降低了流经母材的电流(I母材)，减小了母材的焊接热输入，提高了焊接的稳定性，改善焊缝成型和接头质量。
此外，焊丝7从焊枪14的中心穿过，合理利用焊枪14的内部空间，减小焊枪14的体积，且消除了焊接方向性问题，可以提高焊枪14的灵活性和可达性。
基于脉冲协调控制的双钨极等离子弧焊接装置与焊接方法的步骤如下：
步骤1：对工件11进行焊接之前的预处理工作，并按照相关要求选择合适的焊丝7，然后按图1所示方法连接所有焊接设备与装置。
步骤2：按照相关的工艺要求，选择合适直径的钨极5和9，调节两个钨极5和9到焊丝7的距离分别为4-6mm，角度分别为15-30°，调节焊枪14的端部到工件11的距离4-5mm，使得焊枪14的轴线与工件11垂直，焊丝干伸长10-15mm，选择合适的保护气种类。
步骤3：启动两个主路焊接电源10和15，按照相关焊接工艺，设定电流、电压等参数，应保证两主路电源各参数相同；同时启动两个超音频旁路热丝电源1和3，以及脉冲协调控制器2，按照相关焊接工艺设定的旁路热丝电流的大小、脉冲波形、脉冲频率、幅值等，使两个旁路热丝电源1和3分别生成脉冲频率及幅值相同、相位相反的超音频脉冲电流；设定保护气流量，送丝速度，焊接速度等工艺参数。
步骤4：打开焊接开关，在超音频脉冲电流的作用下，熔滴必然产生往复的超音频振动，即将超声振动能量施加到焊丝熔滴上，促进熔滴滴落，从而实现对熔滴过渡形式的控制。焊接过程中，可以通过调节脉冲协调控制器2来调节脉冲电流大小、脉冲频率、脉冲幅值和钨极位置等参数实现对熔滴过渡形式、熔滴大小、过渡频率的精确控制。
步骤5：一部分总焊接电流(I主路)被焊丝分流(I旁路)，旁路热丝电流的存在可以降低流经母材的电流，降低母材热输入，提高焊接的稳定性，改善焊缝成型和接头性能；旁路热丝电流从焊丝流过，起到热丝作用，焊丝熔化效率进一步得到提高。

Claims (3)

1.一种基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备，其结构包括第一超音频旁路热丝电源(1)、第二超音频旁路热丝电源(3)、脉冲协调控制器(2)、保护气罩(4)、第一钨极(5)、第二钨极(9)、导电嘴(6)、焊丝(7)、送丝机构(8)、第一主路焊接电源(10)、第二主路焊接电源(15)、母材(11)，其特征在于：导电嘴(6)的中央为焊丝(7)，导电嘴(6)上端与送丝机构(8)连接，导电嘴(6)两侧为第一钨极(5)、第二钨极(9)，第一钨极(5)与第二钨极(9)的外侧为保护气罩(4)，保护气罩(4)的下方开口正对着母材(11)，第一超音频旁路热丝电源(1)的正极与第二超音频旁路热丝电源(3)的正极连接到焊丝(7)上，第一超音频旁路热丝电源(1)的负极分别与第一主路焊接电源(10)的负极、第一钨极(5)连接，第二超音频旁路热丝电源(3)的负极分别与第二主路焊接电源(15)的负极、第二钨极(9)连接，第一主路焊接电源(10)的正极与第二主路焊接电源(15)的正极连接到母材(11)上。
2.基于权利要求1所述的一种基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制设备的控制方法，其特征在于，具体的实现步骤如下：
步骤1.对工件进行焊接前的预处理，并选择焊丝(7)，组装焊接设备；
步骤2.选择第一钨极(5)和第二钨极(9)，调节第一钨极(5)到焊丝(7)的距离为4mm-6mm，角度为15°-30°，调节第二钨极(9)到焊丝(7)的距离为4mm-6mm，角度为15°-30°，调节焊枪(14)端部到工件(11)的距离4mm-5mm，焊枪(14)的轴线与工件(11)垂直，焊丝干伸长10mm-15mm，选择保护气种类；
步骤3.启动第一主路焊接电源(10)和第二主路焊接电源(15)，设定电流和电压参数，同时启动第一超音频旁路热丝电源(1)、第二超音频旁路热丝电源(3)、脉冲协调控制器(2)，设定第一超音频旁路热丝电源(1)与第二超音频旁路热丝电源(3)的电流的大小、脉冲波形、脉冲频率、幅值，设定保护气流量、送丝速度、焊接速度；
步骤4.打开焊接开关，焊接过程中，调节脉冲协调控制器(2)调节脉冲电流大小、脉冲频率、脉冲幅值和钨极位置，精确控制熔滴过渡形式、熔滴大小、过渡频率。
3.根据权利要求2所述的一种基于超音频脉冲双钨极协调的焊接熔滴过渡控制方法，其特征在于：步骤3所述第一主路焊接电源(10)和第二主路焊接电源(15)的参数相同；步骤3所述第一超音频旁路热丝电源(1)与第二超音频旁路热丝电源(3)输出的超音频脉冲电流的脉冲频率相同、幅值相同、相位相反。
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