CN111001899A - 电弧焊接控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电弧焊接控制方法及装置，该电弧焊接控制方法应用于消耗电极式的焊接方法，其包括多个焊接周期，每一焊接周期均包括：一脉冲焊接期间和一形成于脉冲焊接期间之后的冷却期间。在冷却期间内：焊丝正向进给至与母材接触并设定焊接电流不熔化焊丝，焊丝和母材维持短路状态；之后，焊丝回抽以与母材分离，分离时设定焊接电流维持在一重引弧电流上。

Description

电弧焊接控制方法及装置

技术领域

本发明涉及焊接领域，且特别涉及一种电弧焊接控制方法及装置。

背景技术

随着焊接电源的快速发展和各种复杂焊接工艺的出现，人们不断地寻求快速、简单的焊接电源调节和使用方法。在这个发展过程中，焊铝技术也得到了快速的发展，出现了铝合金脉冲焊、双脉冲焊等相关的应用和研究。

双脉冲焊是在高频脉冲的基础上，对高频电流波形进行低频调制，使得单位脉冲强度在强和弱之间进行周期性的切换。高频脉冲形成高输入热量的焊接条件，实现一脉一滴；而在低频脉冲则形成了低输入热量的焊接条件，实现熔池的控制；这种焊接控制方法在焊接后形成了鳞状的焊道。在双脉冲焊中，由于在低脉冲阶段母材上仍然具有热量输入，熔身很难控制，故形成的鳞状焊道中有鳞区和无鳞区的过渡并不清晰且低脉冲阶段的热量输入使得整个焊接过程输入至母材的热量非常的大。

为了更好的控制输入热量以形成波纹清晰的鳞状焊道，中国专利CN109715335A提供了一种电弧焊接控制方法。该控制方法是通过依次反复进行短路电弧焊接的短路焊接期间、进行脉冲焊接的脉冲焊接期间和冷却期间的循环来进行焊接的消耗电极式的电弧焊接控制方法，在所述冷却期间中，将焊接电流的输出设为0。在该专利中，通过在脉冲焊接期间后增加焊接电流为0的冷却期间。在冷却期间，焊丝和母材均不融化以形成无鳞区，因此该方法不仅整个焊接过程输入的热量非常的小且形成的鳞状焊道非常的清晰。

但是，在该焊接方法中，由于在冷却期间焊接电流为0，电弧熄灭，故在下一周期开始的短路焊接期间，需要提供短路电流以使焊丝重新起弧，起弧非常困难。进一步的，在该焊接方法中，脉冲焊接阶段为了实现一脉一滴，需要精确控制输入热量，即脉冲电流的峰值电流Ipp，基值电流Ipb，脉冲占空比以及脉冲频率等参数的精确控制；而焊接过程中弧长的控制同样基于这些参数且弧长的控制和输入热量的控制是相互矛盾的。因此在该方法中很难实现弧长和输入热量的精确控制。

发明内容

本发明为了克服现有鳞状焊道焊接方法中无法解决输入热量的控制和弧长的控制相矛盾的问题，提供一种将焊接输入热量和弧长进行独立控制以形成清晰的鳞状焊道的电弧焊接控制方法及装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种电弧焊接控制方法，该电弧焊接控制方法应用于消耗电极式的焊接方法，其包括多个焊接周期，每一焊接周期均包括：一脉冲焊接期间和一形成于脉冲焊接期间之后的冷却期间。在冷却期间内：焊丝正向进给至与母材接触并设定焊接电流不熔化焊丝，焊丝和母材维持短路状态；之后，焊丝回抽以与母材分离，分离时设定焊接电流维持在一重引弧电流上。

根据本发明的一实施例，在冷却期间设定焊丝按照预设的步骤进行进给，步骤包括：

在冷却期间的开始阶段，增大焊丝的正向进给速度至正向进给速度设定值并保持；

在焊丝和母材接触后进入冷却阶段，停止送丝或者焊丝以一设定速度进行正向进给，维持焊丝和母材之间的短路状态；

在冷却阶段的时间到达设定的冷却时间后，进入焊丝回抽阶段，增大焊丝的回抽速度至回抽速度设定值并保持，以使焊丝与母材分离。

根据本发明的一实施例，在焊丝回抽时，控制焊丝的回抽参数来调整下一焊接周期的弧长。

根据本发明的一实施例，控制脉冲焊接期间的脉冲参数来调整下一焊接周期的弧长。

根据本发明的一实施例，当焊丝的回抽时间到达设定时间后增大焊接电流以熔化焊丝，结束焊丝和母材的短路状态；

或者在焊丝回抽速度增大时增大焊接电流以熔化焊丝，结束焊丝和母材的短路状态；

或者在焊丝回抽速度增大的前一刻增大焊接电流以熔化焊丝，结束焊丝和母材的短路状态。

根据本发明的一实施例，在脉冲焊接期间，焊丝以恒定的速度正向进给。

根据本发明的一实施例，每一焊接周期还包括形成于脉冲焊接期间之前的起弧短路焊接期间，在起弧短路焊接期间内，焊丝以预先设定的周期依次进行正向进给和回抽。

根据本发明的一实施例，在起弧短路焊接期间内，焊丝以预先设定的周期依次进行正向进给和回抽时，焊丝进给的平均速度逐渐增加到脉冲焊接期间的恒定进给速度。

根据本发明的一实施例，每一焊接周期还包括形成于脉冲焊接期间和冷却期间之间的短路焊接期间，在短路焊接期间内，焊丝以预先设定的周期依次进行正向进给和回抽。

相对应的，本发明还提供一种电弧焊接控制装置，该电弧焊接控制装置包括焊接控制电路和伺服电机控制式送丝机，所述焊接控制电路在每一焊接周期内为电极提供焊接电流，所述伺服电机控制式送丝机控制焊丝的进给速度和进给方向以使电弧焊接控制装置采用上述电弧焊接控制方法进行焊接。

综上所述，本发明提供的电弧焊接控制方法中脉冲焊接期间为高输入热量的焊接期间，该过程中熔滴以一脉一滴的速率熔入熔池以形成有鳞区。而在脉冲焊接周期之后增设的冷却期间内焊丝与母材接触且焊接电流不熔化焊丝，因此该期间形成低热量输入，无熔滴滴入熔池，焊接后形成无鳞区。有鳞区和无鳞区之间的明显过渡使得焊接后形成的鳞状焊接非常的清晰。此外，在冷却期间内设定焊接电流维持在一重引弧电流上。该重引弧电流的设置使得当焊丝回抽并脱离母材时，焊丝被迅速重新引弧，起弧非常的快速稳定。进一步的，焊丝回抽后与母材之间的距离完全消除了上一周期内脉冲焊接期间对弧长的影响，使得每个焊接周期开始时的弧长被重置；在焊接时只要控制冷却期间结束前焊丝回抽的参数，即可实现后一周期弧长的控制，该弧长的控制与脉冲焊接期间参数的控制是完全独立的。因此，本发明提供的电弧焊接控制方法，不仅焊接后形成的鳞状焊道非常的清晰；焊接输入量小；起弧快速稳定；进一步的，弧长的控制完全独立于输入热量的控制，两者不再相关。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明实施例一提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W、焊接电流I以及焊接电压V的波形示意图。

图2所示为本发明实施例一提供的电弧焊接控制装置的原理框图。

图3所示为本发明实施例二提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W、焊接电流I以及焊接电压V的波形示意图。

图4所示为本发明实施例三提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W、焊接电流I以及焊接电压V的波形示意图。

图5所示为本发明实施例四提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W、焊接电流I以及焊接电压V的波形示意图。

图6所示为本发明另一实施例提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W、焊接电流I以及焊接电压V的波形示意图。

图7所示为本发明实施例五提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W、焊接电流I以及焊接电压V的波形示意图。

具体实施方式

实施例一

在现有的鳞状焊道焊接方法中，双脉冲焊接方法由于其在低脉冲阶段仍然有热量输入并产生熔滴，因此其不仅焊接输入热量大且焊接后所形成的鳞状焊道并不清晰。

对于中国专利CN109715335A提供的一种电弧焊接控制方法中，冷却期间的设置使得焊接后形成的鳞状焊道非常的清晰。但在该方法中，首先由于在冷却阶段焊接电流为0且电弧熄灭，因此在下一个周期开始时，焊丝重新引弧困难。进一步的，受每个周期内脉冲焊接期间的焊接参数的影响，焊接过程中弧长不可控，电弧不稳定。

有鉴于此，本实施例提供一种电弧焊接控制方法，该电弧焊接控制方法包括多个焊接周期T，每个焊接周期T均包括一脉冲焊接期间Tp和一形成于脉冲焊接期间Tp之后的冷却期间Ts。在冷却期间Ts内：焊丝正向进给至与母材接触，接触后设定焊丝进给速度为零并保持，在这一过程中设定焊接电流不熔化焊丝；之后，焊丝回抽以与母材分离，分离时设定焊接电流维持在一重引弧电流Isr上。

重引弧电流Isr的设定是确保焊接从当前周期内的冷却期间切换至下一周期的脉冲焊接期间时焊丝在该重引弧电流的作用下能重新引弧。由于焊接热量的输出是与焊接电流呈正比的，因此为降低输入至母材的热量，在设置重引弧电流Isr时会尽可能的设置得小一些。此外，由于焊丝的进给状态会对焊接电流形成一定的影响；具体而言，在焊丝回抽时，焊接电流会比设定输出的电流值低一些。因此，在基于输入热量考虑所设定重引弧电流时还需要考虑焊丝回抽所带来的下降幅度，避免在焊丝回抽时焊接电流降得太低而无法重新引弧。对于焊丝回抽所带来的焊接电流的下降幅度，其不仅和焊丝的回抽速度有关同时也和焊机的性能有关。在实际操作中，在确定焊机和焊丝的回抽速度后通过测试即可获得焊丝回抽所带来焊接电流的下降幅度，进而确定输出电流，从而实现重引弧电流的设定。优选的，设定重引弧电流Isr接近脉冲焊接期间的基值电流Ipb，约10安培左右。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，重引弧电流也可小于脉冲焊接期间的基值电流Ipb；或者当不考虑输入热量的影响时，也可将重引弧电流设置得大一些。

重引弧电流的设定为冷却期间结束时焊丝离开母材后的重新起弧提供了条件，焊丝的重新起弧仅由焊丝回抽这一机械运动来触发，起弧非常的快速且稳定。

本实施例提供的电弧焊接控制方法重点在于描述形成鳞状焊道的焊接过程。而至于在多个焊接周期T之前或者是之后的焊接过程本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，可在多个焊接周期T开始之前采用脉动送丝的短路过渡技术来形成熔池；和/或，在多个焊接周期T结束后采用脉动送丝的短路过渡技术来进行弧长的收尾。

图1所示为本实施例所提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W、焊接电流I以及焊接电压的波形示意图。以下将结合图1来详细介绍本实施例提供的电弧焊接控制方法。

如图1所示，焊接周期T开始于脉冲焊接期间Tp的开始时刻Pst，在脉冲焊接周期Tp内焊接电流以预先设定的峰值电流Ipp，基值电流Ipb，脉冲占空比以及脉冲频率等脉冲参数进行脉冲焊接，形成高热量焊接输入。在该过程中，焊丝以恒定的速率进行正向进给，熔滴以一脉一滴的速率融入熔池内，形成有鳞区。

在输入热量较高的脉冲焊接期间Tp结束后，进入冷却期间Ts。在冷却期间Ts内由于焊接电流不熔化焊丝，故没有熔滴滴入熔池，焊接输入的热量非常的小，母材快速冷却，焊接后形成无鳞区。冷却期间Ts的低热量输入与脉冲焊接期间Tp的高热量输入形成反差，从而使得焊接后形成的鳞状焊道中有鳞区和无鳞区的过渡非常的清晰。

具体而言，冷却期间Ts包含三个阶段：在冷却期间的开始阶段Ts1，增大焊丝的正向进给速度至正向进给速度设定值并保持，以使焊丝与母材接触，形成短路状态，焊接电流不熔化焊丝。之后进入冷却阶段Ts2，于本实施例中，在冷却阶段Ts2内停止送丝，即送丝速度为零，焊接电流不熔化焊丝，焊丝和母材之间维持短路状态。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，在冷却阶段Ts2内焊丝可以一非常小的设定速度进行缓慢的正向进给，该设定速度的设置仅仅用于维持焊丝和母材之间的短路状态。在冷却阶段的时间到达设定的冷却时间后，进入焊丝回抽阶段Ts3，增大焊丝的回抽速度至回抽速度设定值并保持，以使焊丝与母材分离，且在焊丝与母材分离时设定焊接电流维持在一重引弧电流Isr上。

于本实施例中，当焊丝接触母材形成短路状态（即进入冷却阶段Ts2）后，采用恒流控制，即冷却阶段Ts2和回抽阶段Ts3设定的输出电流均为Is2。此时，在回抽阶段Ts3内，受焊丝回抽速度的影响，焊接电流会从设定的输出电流Is2下降至重引弧电流Isr上。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，在冷却期间的开始阶段Ts1和冷却阶段Ts2内，焊接电流在满足不熔化焊丝的前提下可以按照预先设定的规律进行变化，其值即可大于回抽阶段Ts3设定的输出电流，也可小于回抽阶段Ts3设定的输出电流；而在回抽阶段Ts3内当焊丝回抽与母材分离时，需确保焊接电流维持在重引弧电流Isr上。对于在冷却期间的开始阶段Ts1和冷却阶段Ts2内不熔化焊丝的焊接电流的选取，用户可根据焊丝的材料、焊丝的直径等参数来确定。

由于冷却期间Ts内输入至母材的热量非常小，因此在焊接时可通过控制焊接周期内冷却期间Ts的时长来实现平均输入热量的控制。冷却期间Ts越长，所形成的鱼鳞纹将越疏，输入至母材的平均热量将越小。相反的，冷却期间Ts越短，所形成的鱼鳞纹将越密，输入至母材的平均热量也将越大。

在现有的鳞状焊道焊接方法中，为实现焊接过程中弧长的控制，焊接时需要精确控制脉冲焊接期间内的多个脉冲参数（如峰值电流Ipp，基值电流Ipb，脉冲占空比以及脉冲频率等）和送丝速度。而同样的，输入至母材的热量控制同样基于脉冲焊接期间内的多个脉冲参数，且弧长的控制和输入热量的控制体现在具体参数上的调整时往往出现矛盾，因此两者均很难实现精确的控制。而在本实施例提供的电弧焊接控制方法中，在冷却期间Ts内焊丝回抽使得焊丝脱离母材，焊丝前端至母材之间的回抽距离消除了该周期内脉冲焊接期间对弧长的影响，重置下一个焊接周期的弧长。因此，在焊接时只需控制焊丝回抽的参数即可实现后一焊接周期弧长的控制。

于本实施例中，当冷却期间Ts进入回抽阶段Ts3时，焊丝的回抽速度增加至回抽速度设定值Ws3并保持。在该焊丝回抽条件下，由于焊丝的回抽速度迅速增加至回抽速度设定值Ws3，因此焊丝回抽的参数为焊丝的回抽速度设定值Ws3和/或回抽的保持时间，通过控制这两个参数来调整下一个周期的弧长。具体而言，在回抽阶段Ts3内，回抽速度设定值越大，回抽阶段Ts3的保持时间越长，则弧长将越长；回抽速度设定值Ws3越小，回抽阶段Ts3的保持时间越短，则弧长将越短。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，当焊丝的回抽速度以一定的速率逐渐增加至回抽速度设定值时，焊丝回抽的参数为回抽速度设定值和/或回抽速度的变化率。

在本电弧焊接控制方法中，弧长的控制仅仅基于焊丝预先设定的回抽参数，其完全不依赖于脉冲焊接期间Tp内的脉冲参数，这是一种全新的开环控制方法。这种开环控制方法中弧长控制所需要调整的参数非常的少，控制非常的简单且弧长控制精确度高。进一步的，由于弧长的控制完全不依赖于脉冲焊接期间Tp内的脉冲参数。因此，脉冲焊接周期Tp内的脉冲参数的控制（即输入热量的控制）只需满足一脉一滴的要求即可，输入热量的控制也变得更加的简单且控制更加的精确，完全解决了现有鳞状焊道焊接方法中输入热量控制和弧长控制相矛盾的问题。此外，如前所述，可通过调整冷却期间Ts的长度来实现平均输入热量的控制，进一步将输入热量的控制从脉冲焊接周期Tp内分离出来，从而进一步简化脉冲焊接期间Tp内脉冲参数的控制。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，也可通过调节脉冲焊接期间的脉冲参数来进实现弧长的闭环控制；或者通过同时调整调节脉冲焊接期间的脉冲参数和焊丝回抽的参数来实现弧长的控制。

综上所述，在本实施例提供的电弧焊接控制方法中脉冲焊接期间Tp内的脉冲参数的调整仅满足一脉一滴的要求即可，而弧长和平均输入热量的控制则通过冷却期间Ts内的参数进行调整。脉冲焊接期间Tp和冷却期间Ts是两个独立的期间，各个期间参数的调整不会相互干扰，不仅参数的控制更加的方便且控制精度也更高。此外，本实施例提供的电弧焊接控制方法中冷却期间Ts内焊丝的正向进给和回抽会对母材内的熔池产生扰动，该扰动会促使熔池内的气泡排出，从而提高焊接后的焊缝质量。

于本实施例中，在脉冲焊接期间Tp内，焊丝是以恒定的速率进行正向进给的，为实现冷却期间Ts内焊丝与母材的快速接触，需设置焊丝在冷却期间的开始阶段Ts1开始时正向进给速度迅速增加至正向进给速度设定值Ws1并保持。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，也可在脉冲焊接期间的末期逐渐增加焊丝的进给速度以缩短弧长；当进入冷却期间时，焊丝只需正向进给非常的短的时间即可与母材相接触。或者，于其它实施例中，也可设置脉冲焊接期间内焊丝的正向进给速度以一定的斜率逐渐增加大至正向进给速度设定值。

相对应，本实施例还提供一种电弧焊接控制装置，如图2所示，该电弧焊接控制装置包括焊接控制电路10和伺服电机控制式送丝机20。焊接控制电路10在每一焊接周期内为电极提供焊接电流。伺服电机控制式送丝机20具有很高的响应速度，精确控制焊丝的进给速度和进给方向以使电弧焊接控制装置采用本实施例提供的电弧焊接控制方法进行焊接。

于本实施例中，焊接控制电路10包括脉冲焊接电流输出模块11和重引弧电流输出模块12，脉冲焊接电流输出模块11在脉冲焊接期间Tp内向电极30输出预先设定的峰值电流Ipp，基值电流Ipb，脉冲占空比以及脉冲频率等脉冲参数的脉冲电流以实现一脉一滴的焊接。而重引弧电流输出模块12则在冷却期间Ts向电极30输出重引弧电流Isr。优选的，设置重引弧电流Isr为10安培。

本发明对维弧电流输出模块12的具体结构不作任何限定，其可为与脉冲焊接电流输出模块并联设置的恒流源。在脉冲焊接期间，电极只与脉冲焊接电流输出模块11相连接；而在冷却期间，电极则只与重引弧电流输出模块12相连接。或者于其它实施例中重引弧电流输出模块也可与脉冲焊接电流输出模块集成于一体。

实施例二

本实施例与实施例一及其变化基本相同，区别在于：焊丝回抽阶段Ts3内，当焊丝的回抽时间到达设定时间Tb后增大焊接电流以熔化焊丝，结束焊丝和母材的短路状态。

在冷却期间Ts内尽管没有熔滴形成，但母材内的熔池已形成且具有较大的热量。因此，一般情况下，在冷却阶段Ts2的时间到达设定的冷却时间后焊丝回抽即可将焊丝从母材上的熔池内分离出来。然而，当母材散热非常快且冷却阶段Ts2的冷却时间较长时，熔池的快速冷却会使焊丝在回抽时无法脱离母材。或者在焊丝回抽时焊丝输送装置发生打滑等故障导致焊丝无法按照预设的速度回抽，焊丝无法快速脱离母材。为解决上述问题，本实施例提供的电弧焊接控制方法在焊丝回抽阶段Ts3内，监测焊丝回抽的时间，当焊丝的回抽时间到达设定时间Tb后，焊丝仍没有脱离母材，则增大焊接电流至一熔化电流Is以熔化焊丝，结束焊丝和母材的短路状态。

图3所示为本实施例所提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W和焊接电流I的波形示意图。具体而言，如图3所示，当焊接进入回抽阶段Ts3后，焊接电流维持在重引弧电流Isr上，焊丝回抽，当焊丝回抽时间达到设定时间Tb后，焊丝仍没有脱离母材，则增大焊接电流至一熔化电流Is以熔化焊丝，焊丝被回抽并与母材分离，之后焊接电流快速降低至如实施例一所示的重引弧电流Isr上，减小热输入的影响；同样的，而受焊丝回抽影响，重引弧电流Isr会比此时给定的输出电流略小。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，也可在焊丝回抽速度增大时或焊丝回抽速度增大的前一刻迅速增加焊接电流以熔化焊丝。

实施例三

图4所示为本实施例所提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W和焊接电流I的波形示意图。如图4所示，本实施例与实施例一及其变化基本相同，区别在于：每一焊接周期还包括形成于脉冲焊接期间Tp之前的起弧短路焊接期间Tcmt1，在起弧短路焊接期间Tcmt1中，焊丝以预先设定的周期依次进行正向进给和回抽。

在实施例一提供的电弧焊接控制方法中，若在脉冲焊接期间Tp产生电弧时电弧下方未形成熔池，则在脉冲的峰值电流Ipp输出时，焊丝的熔滴会飞溅并产生溅射。因此，为使得在脉冲焊接期间Tp切换时母材上已形成熔池，本实施例在每一脉冲焊接周期Tp之前增加起弧短路焊接期间Tcmt1，以抑制基于脉冲焊接电流的溅射产生。此外，起弧短路焊接期间Tcmt1的输入热量很小，其不仅不会对鳞状焊道清晰度产生影响且起弧短路焊接期间Tcmt1和脉冲焊接周期Tp的组合形式也使得焊接输入热量的控制更加的自由，能更宽范围的控制向母材输入的热量，更加精密地控制焊道的形状。

在起弧短路焊接期间Tcmt1内焊丝以预先设定的周期依次进行正向进给和回抽。这种脉冲式的焊丝输送方式有效改善了焊丝熔滴的过渡，其在焊丝前端的熔滴过渡至母材之后使焊丝回抽，机械的促进短路断开，有效抑制短路断开时的溅射产生。于本实施例中，如图4所示，焊丝以正弦波的形式进行周期性进给。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，周期性的波形也可为梯形波。

于本实施例中，在起弧短路焊接期间Tcmt1内，焊丝以预先设定的振幅和频率进行进给。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，在起弧短路焊接期间Tcmt1内，焊丝也可进行恒定速度的进给且焊丝恒定的进给速度可与脉冲焊接期间Tp内的焊丝进给速度相同或不同。

实施例四

如图5所示，本实施例与实施例三及其变化基本相同，区别在于：在起弧短路焊接期间Tcmt1中，焊丝以预先设定的周期依次进行正向进给和回抽时，焊丝进给的平均速度逐渐增加，当起弧短路焊接期间Tcmt1切换至脉冲焊接期间Tp时，焊丝的平均进给速度接近脉冲焊接期间Tp的恒定进给速度。该设置使得焊丝从起弧短路焊接期间Tcmt1切换至脉冲焊接期间Tp时能连续的进给，很好的控制切换状态下的熔滴溅射和电弧稳定。

然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，如图6所示，在起弧短路焊接期间Tcmt1内也可使焊丝的平均进给速度增加至脉冲焊接期间Tp的进给速度后保持。或者，在起弧短路焊接期间Tcmt1内的焊丝以一恒定的平均进给速度进给，之后平均进给速度逐渐增加以使得切换至脉冲焊接期间Tp时焊丝的平均进给速度接近脉冲焊接期间Tp的恒定进给速度。

实施例五

如图7所示，本实施例与实施例一及其变化基本相同，区别在于：每一焊接周期还包括形成于脉冲焊接期间Tp和冷却期间Ts之间的短路焊接期间Tcmt2。将脉冲焊接期间Tp、短路焊接期间Tcmt2以及冷却期间Ts作为一焊接周期进行依次反复的循环焊接。

在脉冲焊接期间Tp内，电弧长度较长，脉冲焊接期间Tp结束时焊丝前端的熔滴过渡状态具有不同的形态，即焊丝前端至母材的距离不恒定。因此，当焊接状态从脉冲焊接期间Tp切换到冷却期间Ts时，在相同的焊丝正向进给条件下，焊丝前端至母材的距离越大，焊丝正向进给至与母材相接触的时间将越长，冷却期间Ts也将越长。焊丝前端至母材的距离不恒定所引起的冷却期间Ts的偏差会使得脉冲焊接期间的周期Pc不恒定（相邻两个脉冲焊接期间之间的时长）。在形成鳞状焊道时，有鳞区是有脉冲焊接期间Tp所形成的。因此，脉冲焊接期间的周期Pc不恒定在焊道的上的表面为形成的有鳞区疏密不均匀。

而相比于脉冲焊接期间Tp，短路焊接期间Tcmt2的电弧长度很短，在每个周期内短路焊接期间Tcmt2结束后焊丝前端至母材之间的距离偏差很小，冷却期间Ts和脉冲焊接期间的周期Pc基本保持恒定。故焊接后所形成波纹清晰且疏密非常均匀的鳞状焊道。

于本实施例中，设置短路焊接期间Tcmt2内焊丝的平均进给速度以预先设定的振幅和周期逐渐减小。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，在短路焊接期间Tcmt2内焊丝也按照预先设定的振幅和周期以恒定的平均速度进行周期性的正向进给和回抽。

综上所述，本发明提供的电弧焊接控制方法中脉冲焊接期间为高输入热量的焊接期间，该过程中熔滴以一脉一滴的速率熔入熔池以形成有鳞区。而在脉冲焊接周期之后增设的冷却期间内焊丝与母材接触且焊接电流不熔化焊丝，因此该期间形成低热量输入，无熔滴滴入熔池，焊接后形成无鳞区。有鳞区和无鳞区之间的明显过渡使得焊接后形成的鳞状焊接非常的清晰。此外，在冷却期间内设定焊接电流维持在一重引弧电流上。该重引弧电流的设置使得当焊丝回抽并脱离母材时，焊丝被迅速重新引弧，起弧非常的快速稳定。进一步的，焊丝回抽后与母材之间的距离完全消除了上一周期内脉冲焊接期间对弧长的影响，使得每个焊接周期开始时的弧长被重置；在焊接时只要控制冷却期间结束前焊丝回抽的参数，即可实现后一周期弧长的控制，该弧长的控制与脉冲焊接期间参数的控制是完全独立的。因此，本发明提供的电弧焊接控制方法，不仅焊接后形成的鳞状焊道非常的清晰；焊接输入量小；起弧快速稳定；进一步的，弧长的控制完全独立于输入热量的控制，两者不再相关。

虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。

Claims (10)

1.一种电弧焊接控制方法，其特征在于，所述电弧焊接控制方法应用于消耗电极式的焊接方法，其包括多个焊接周期，每一焊接周期均包括：

一脉冲焊接期间；和

一形成于所述脉冲焊接期间之后的冷却期间，在所述冷却期间内：

焊丝正向进给至与母材接触并设定焊接电流不熔化焊丝，焊丝和母材维持短路状态；

之后，焊丝回抽以与母材分离，分离时设定焊接电流维持在一重引弧电流上。

2.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，在所述冷却期间设定焊丝按照预设的步骤进行进给，所述步骤包括：

在冷却期间的开始阶段，增大焊丝的正向进给速度至正向进给速度设定值并保持；

在焊丝和母材接触后进入冷却阶段，停止送丝或者焊丝以一设定速度进行正向进给，维持焊丝和母材之间的短路状态；

在冷却阶段的时间到达设定的冷却时间后，进入焊丝回抽阶段，增大焊丝的回抽速度至回抽速度设定值并保持，以使焊丝与母材分离。

3.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，在焊丝回抽时，控制焊丝的回抽参数来调整下一焊接周期的弧长。

4.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，控制所述脉冲焊接期间的脉冲参数来调整下一焊接周期的弧长。

5.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，当焊丝的回抽时间到达设定时间后增大焊接电流以熔化焊丝，结束焊丝和母材的短路状态；

或者在焊丝回抽速度增大时增大焊接电流以熔化焊丝，结束焊丝和母材的短路状态；

或者在焊丝回抽速度增大的前一刻增大焊接电流以熔化焊丝，结束焊丝和母材的短路状态。

6.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，在所述脉冲焊接期间，焊丝以恒定的速度正向进给。

7.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，每一焊接周期还包括形成于脉冲焊接期间之前的起弧短路焊接期间，在所述起弧短路焊接期间内，焊丝以预先设定的周期依次进行正向进给和回抽。

8.根据权利要求7所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，在起弧短路焊接期间内，焊丝以预先设定的周期依次进行正向进给和回抽时，焊丝进给的平均速度逐渐增加到脉冲焊接期间的恒定进给速度。

9.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，每一焊接周期还包括形成于脉冲焊接期间和冷却期间之间的短路焊接期间，在所述短路焊接期间内，焊丝以预先设定的周期依次进行正向进给和回抽。

10.一种电弧焊接控制装置，其特征在于，所述电弧焊接控制装置包括焊接控制电路和伺服电机控制式送丝机，所述焊接控制电路在每一焊接周期内为电极提供焊接电流，所述伺服电机控制式送丝机控制焊丝的进给速度和进给方向以使电弧焊接控制装置采用权利要求1~9任一项所述的电弧焊接控制方法进行焊接。

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