CN113319402B - 一种氩弧焊机气路控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种氩弧焊机气路控制系统和方法，通过电压采集单元采集氩弧焊机的电压，通过处理器根据电压控制电磁气阀与逆变控制电路，通过电磁气阀控制氩弧焊机气路的通断，通过逆变控制电路控制氩弧焊机的电压和电流。本发明通过对气路的有效控制解决氩气利用率低、机器操作复杂的问题，避免在焊接过程之外仍然长时间送气导致的成本上升，同时实现对气路的有效控制可减少人工环节，满足氩弧焊机的智能化需求。本发明的氩弧焊机气路控制系统和方法提高了氩气利用率，降低了操作复杂度，提高了氩弧焊机智能化水平，具有较高的实用价值。

Description

一种氩弧焊机气路控制系统和方法

技术领域

本发明属于氩弧焊机技术领域，具体涉及一种氩弧焊机气路控制系统和方法。

背景技术

氩弧焊通过在钨针和工件之间建立电弧来熔化母材形成熔池，为实现使被焊金属之间达到原子结合的目的，氩弧焊机在焊接过程中需要不断输送惰性气体(例如氩气)作为保护气体。现有的简易氩弧焊通过外部装置来实现送气，通过手动控制外部装置(气瓶)开关实现氩气的通断，在开始焊接之前，提前输送氩气，使钨针与工件之间充满保护气，当熄灭电弧，在熔池还未固化时，继续输送氩气来保护焊缝，直到熔池固化再关闭外部装置。但这种手动开关方式并不能及时通断氩气，造成大量资源浪费，具体存在以下问题：

(1)当外部装置距离比较远时，操作员需要比较长的时间才能关断氩气通道，不仅消耗时间，而且造成氩气大量损耗；

(2)当焊接过程中需要短暂熄弧(如关闭外接输送装置)，需要比较长的时间来操作关闭，如果在短暂熄弧过程中仍然选择开启，则会浪费氩气；

(3)氩气输送的开启关断需要人工操作，增加机器的操作复杂性；

(4)外接装置因需要大量的氩气储存，造成外接装置体积大，不利于挪动。

发明内容

为了克服现有技术缺陷，本发明的一个目的是提供一种氩弧焊机气路控制系统，本发明的另一个目的是提供一种氩弧焊机气路控制方法，本发明的再一个目的是提供一种氩弧焊机。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一个方面提供一种氩弧焊机气路控制系统，所述控制系统包括电压采集单元、处理器、电磁气阀和逆变控制电路，其中：

所述电压采集单元采集氩弧焊机的电压；

所述处理器根据所述电压与所述电流控制所述电磁气阀与所述逆变控制电路；

所述电磁气阀控制所述氩弧焊机气路的通断；

所述逆变控制电路控制所述氩弧焊机的电压与电流。

优选地，所述处理器通过逆变控制信号控制所述逆变控制电路，所述逆变控制电路通过PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压与电流。

优选地，所述处理器通过预先设置的阈值判所述电压的大小并根据所述电压的大小控制所述电磁气阀与所述逆变控制电路。

优选地，所述预先设置的阈值包括第一电压阈值和第二电压阈值，其中：

当所述电压小于所述第一电压阈值时，所述处理器控制所述电磁气阀开启，通过所述电磁气阀开通所述氩弧焊机的气路，所述处理器通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路输出PWM控制信号，通过所述PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流；

当所述电压大于所述第二电压阈值时，所述处理器通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路停止输出所述PWM控制信号，所述处理器控制所述电磁气阀关闭，通过所述电磁气阀关闭所述氩弧焊机的气路。

优选地，所述控制系统还包括电流采集单元，所述电流采集单元采集所述氩弧焊机的电流，所述处理器根据所述电压与所述电流控制所述电磁气阀与所述逆变控制电路。

优选地，所述处理器通过预先设置的阈值判断所述电压和电流的大小并根据所述电压和电流的大小控制所述电磁气阀与所述逆变控制电路。

优选地，所述预先设置的阈值包括第一电压阈值、第二电压阈值和第一电流阈值，其中：

当所述电压小于所述第一电压阈值时，所述处理器控制所述电磁气阀开启，通过所述电磁气阀开通所述氩弧焊机的气路，所述处理器通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路输出所述PWM控制信号，通过所述PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流；

当所述电压大于所述第二电压阈值且所述电流小于所述第一电流阈值时，所述处理器通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路停止输出所述PWM控制信号，所述处理器控制所述电磁气阀关闭，通过所述电磁气阀关闭所述氩弧焊机的气路。

本发明的另一个方面提供一种氩弧焊机气路控制方法，应用于前述氩弧焊机气路控制系统，包括以下步骤：

采集所述氩弧焊机的电压；

根据所述电压控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流。

优选地，所述根据所述电压控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流，包括：

通过电磁气阀控制所述氩弧焊机的气路，通过PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流。

优选地，所述根据所述电压和电流控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流，包括：

通过预先设置的阈值判断所述电压的大小并根据所述电压的大小控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流。

优选地，所述预先设置的阈值包括第一电压阈值和第二电压阈值，所述通过预先设置的阈值判断所述电压的大小并根据所述电压的大小控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流，包括：

当所述电压减小且小于所述第一电压阈值时，开通所述氩弧焊机的气路，控制所述氩弧焊机的电压和电流；

当所述电压大于所述第二电压阈值时，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流，关闭所述氩弧焊机的气路。

优选地，所述控制方法还包括第一延时、第二延时、第三延时和第四延时：

当所述电压减小且小于所述第一电压阈值时，经过所述第一延时，开通所述氩弧焊机的气路，经过所述第二延时，控制所述氩弧焊机的电压和电流；

当所述电压大于所述第二电压阈值时，经过所述第三延时，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流，经过所述第四延时，关闭所述氩弧焊机的气路。

本发明的再一个方面提供了另一种氩弧焊机气路控制方法，应用于前述的氩弧焊机气路控制系统，包括以下步骤：

采集所述氩弧焊机的电压和电流；

根据所述电压和电流控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流。

优选地，所述控制方法还包括：

通过电磁气阀控制所述氩弧焊机的气路，通过PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流。

优选地，所述根据所述电压和电流控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流，包括：

通过预先设置的阈值判断所述电压和所述电流的大小并根据所述电压和所述电流的大小控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流。

优选地，所述预先设置的阈值包括第一电压阈值、第二电压阈值和第一电流阈值，所述通过预先设置的阈值判断所述电压和所述电流的大小并根据所述电压和所述电流的大小控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流，包括：

当所述电压减小且小于所述第一电压阈值时，开通所述氩弧焊机的气路，控制所述氩弧焊机的电压和电流；

当所述电压大于所述第二电压阈值且所述电流小于所述第一电流阈值时，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流，关闭所述氩弧焊机的气路。

优选地，所述控制方法还包括第一延时、第二延时、第三延时、第四延时：

当所述电压减小且小于所述第一电压阈值时，经过所述第一延时开通所述氩弧焊机的气路，经过所述第二延时，控制所述氩弧焊机的电压和电流；

当所述电压大于所述第二电压阈值且所述电流小于所述第一电流阈值时，经过所述第三延时，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流，经过所述第四延时，关闭所述氩弧焊机的气路。

本发明的又一个方面提供一种氩弧焊机，包括前述氩弧焊机气路控制系统。

本发明的氩弧焊机气路控制系统和方法，通过电压采集单元采集氩弧焊机的电压，通过处理器根据电压控制电磁气阀与逆变控制电路，通过电磁气阀控制氩弧焊机气路的通断，通过逆变控制电路控制氩弧焊机的电压与电流。本发明通过对气路的有效控制解决了氩气利用率低、机器操作复杂的问题，避免在焊接过程之外仍然长时间送气导致的成本上升，同时实现对气路的有效控制可减少人工环节，满足氩弧焊机的智能化需求。本发明的氩弧焊机气路控制系统和方法提高了氩气利用率，降低了操作复杂度，提高了氩弧焊机智能化水平，具有较高的实用价值。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更加清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1为本发明的一个实施例的氩弧焊机气路控制系统的系统结构图；

图2为本发明的另一个实施例的氩弧焊机气路控制系统的系统结构图；

图3为本发明的一个实施例的氩弧焊机气路控制方法的工作流程图；

图4为本发明的另一个实施例的氩弧焊机气路控制方法的工作流程图；

图5为本发明的一个实施例的氩弧焊机气路控制方法控制信号波形图。

附图标记说明：

10：电压采集单元；20：电流采集单元；30：处理器；40：电磁气阀；50：逆变控制电路。

具体实施方式

为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述具体实施例。然而，本技术领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。

实施例一：

请参阅图1，本实施例提供了一种氩弧焊机气路控制系统，包括电压采集单元10、处理器30、电磁气阀40和逆变控制电路50，所述处理器30分别与所述电压采集单元10、所述电磁气阀40、所述逆变控制电路50连接，其中：

所述电压采集单元10采集所述氩弧焊机的电压，对所述电压进行实时数据处理后传输至所述处理器30；

所述处理器30根据所述电压控制所述电磁气阀40与所述逆变控制电路50，具体地，所述处理器30通过向所述电磁气阀40与所述逆变控制电路50输出控制信号来控制所述电磁气阀40与所述逆变控制电路50；

所述电磁气阀40控制所述氩弧焊机气路的通断，具体地，当所述电磁气阀40开启时，所述氩弧焊机气路开通，当所述电磁气阀40关闭时，所述氩弧焊机气路关闭；

所述逆变控制电路50控制所述氩弧焊机的电压与电流。

在本实施例中，所述处理器30通过逆变控制信号控制所述逆变控制电路50，所述逆变控制电路50通过PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流。

具体地，当所述处理器30向所述电磁气阀40输出第一控制信号时，所述电磁气阀40开启，所述氩弧焊机气路开通；当所述处理器30向所述逆变控制电路50输出第二控制信号时，即所述处理器30向所述逆变控制电路50输出所述逆变控制信号时，所述逆变控制电路50输出所述PWM控制信号，通过所述PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流，所述氩弧焊机建立起弧电流；

具体地，当所述处理器30输出第三控制信号时，即所述处理器30停止向所述逆变控制电路50输出所述逆变控制信号时，所述逆变控制电路50停止输出所述PWM控制信号，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流；当所述处理器30向所述电磁气阀40输出第四控制信号时，所述电磁气阀40关闭，所述氩弧焊机气路关闭。

在本实施例中，所述处理器30通过预先设置的阈值判所述电压的大小并根据所述电压的大小控制所述电磁气阀40与所述逆变控制电路50。

在本实施例中，所述预先设置的阈值包括第一电压阈值、第二电压阈值，在本实施例中，所述第一电压阈值为5v，所述第二电压阈值为40v，其中：

当所述电压小于所述第一电压阈值时，经过第一延时，所述处理器30控制所述电磁气阀40开启，通过所述电磁气阀40开通所述氩弧焊机的气路，经过第二延时，所述处理器30通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路50输出所述PWM控制信号，通过所述PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流，所述氩弧焊机建立起弧电流；具体地，在所述第一延时内持续检测所述电压，当所述电压在所述第一延时内持续小于所述第一电压阈值时，所述处理器30才控制所述电磁气阀40开启，开通所述氩弧焊机的气路，从而避免只检测所述电压的瞬间值造成的引弧的误判。所述第二延时用于在焊接之前提前输送氩气，使钨针与工件之间充满保护气，即在所述逆变控制电路50输出所述PWM控制信号准备焊接工作之前，提前打开所述电磁气阀40输送氩气。

当所述电压大于所述第二电压阈值时，经过第三延时，所述处理器30通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路50停止输出所述PWM控制信号，经过第四延时，所述处理器30控制所述电磁气阀40关闭，通过所述电磁气阀40关闭所述氩弧焊机的气路。具体地，在所述第三延时内持续检测所述电压，当所述电压在所述第三延时内持续大于所述第二电压阈值时，所述处理器30才通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路50停止输出所述PWM控制信号，从而避免只检测所述电压瞬间值造成的熄弧的误判；所述第四延时用于当熄灭电弧且熔池还未固化时，继续输送氩气来保护焊缝，直到熔池固化再关闭所述氩弧焊机的气路。

在本实施例中，所述第一延时为300ms，所述第二延时为200ms，所述第三延时为200ms，所述第四延时为2s。

实施例二：

请参阅图2，本实施例提供了另一种氩弧焊机气路控制系统，包括电压采集单元10、电流采集单元20、处理器30、电磁气阀40和逆变控制电路50，所述处理器30分别与所述电压采集单元10、所述电流采集单元20、所述电磁气阀40、所述逆变控制电路50连接，其中：

所述电压采集单元10采集所述氩弧焊机的电压，对所述电压进行实时数据处理后传输至所述处理器30；

所述电流采集单元20采集所述氩弧焊机的电流，对所述电流进行实时数据处理后传输至所述处理器30；

所述处理器30根据所述电压与所述电流控制所述电磁气阀40与所述逆变控制电路50，具体地，所述处理器30通过向所述电磁气阀40与所述逆变控制电路50输出控制信号来控制所述电磁气阀40与所述逆变控制电路50；

所述电磁气阀40控制所述氩弧焊机气路的通断，具体地，当所述电磁气阀40开启时，所述氩弧焊机气路开通，当所述电磁气阀40关闭时，所述氩弧焊机气路关闭；

所述逆变控制电路50控制所述氩弧焊机的电压与电流。

在本实施例中，所述处理器30通过逆变控制信号控制所述逆变控制电路50，所述逆变控制电路50通过PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流。

具体地，当所述处理器30向所述电磁气阀40输出第一控制信号时，所述电磁气阀40开启，所述氩弧焊机气路开通；当所述处理器30向所述逆变控制电路50输出第二控制信号时，即所述处理器30向所述逆变控制电路50输出所述逆变控制信号时，所述逆变控制电路50输出所述PWM控制信号，通过所述PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流，所述氩弧焊机建立起弧电流；

具体地，当所述处理器30输出第三控制信号时，即所述处理器30停止向所述逆变控制电路50输出所述逆变控制信号时，所述逆变控制电路50停止输出所述PWM控制信号；当所述处理器30向所述电磁气阀40输出第四控制信号时，所述电磁气阀40关闭，所述氩弧焊机气路关闭。

在本实施例中，所述处理器30通过预先设置的阈值判所述电压和所述电流的大小并根据所述电压和所述电流的大小控制所述电磁气阀40与所述逆变控制电路50。

在本实施例中，所述预先设置的阈值包括第一电压阈值、第二电压阈值和第一电流阈值，在本实施例中，所述第一电压阈值为5v，所述第二电压阈值为40v，所述第一电流阈值为5A，其中：

当所述电压小于所述第一电压阈值时，经过第一延时，所述处理器30控制所述电磁气阀40开启，通过所述电磁气阀40开通所述氩弧焊机的气路，经过第二延时，所述处理器30通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路50输出所述PWM控制信号，通过所述PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流，所述氩弧焊机建立起弧电流；具体地，在所述第一延时内持续检测所述电压，当所述电压在所述第一延时内持续小于所述第一电压阈值时，所述处理器30才控制所述电磁气阀40开启，开通所述氩弧焊机的气路，从而避免只检测所述电压的瞬间值造成的引弧的误判；所述第二延时用于在焊接之前提前输送氩气，使钨针与工件之间充满保护气，即在所述逆变控制电路50输出所述PWM控制信号准备焊接工作之前，提前打开所述电磁气阀40输送氩气。

当所述电压大于所述第二电压阈值且所述电流小于所述第一电流阈值时，经过第三延时，所述处理器通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路50停止输出所述PWM控制信号，经过第四延时，所述处理器30控制所述电磁气阀40关闭，通过所述电磁气阀40关闭所述氩弧焊机的气路。具体地，在所述第三延时内持续检测所述电压和所述电流，当所述电压在所述第三延时内持续大于所述第二电压阈值且所述电流在所述第三延时内持续小于所述第一电流阈值时，所述处理器30才通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路50停止输出所述PWM控制信号，从而避免只检测所述电压和所述电流瞬间值造成的熄弧的误判；所述第四延时用于当熄灭电弧，在熔池还未固化时，继续输送氩气来保护焊缝，直到熔池固化再关闭所述氩弧焊机的气路。

在本实施例中，所述第一延时为300ms，所述第二延时为200ms，所述第三延时为200ms，所述第四延时为2s。

实施例三：

请参阅图3，本实施例提供一种氩弧焊机气路控制方法，应用于前述氩弧焊机气路控制系统，包括以下步骤：

S11：采集所述氩弧焊机的电压；

S12：根据所述电压控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流。

在本实施例中，所述根据所述电压和电流控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流S12，包括：

通过电磁气阀40控制所述氩弧焊机的气路，通过PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流。

在本实施例中，所述根据所述电压控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流S12，包括：

通过预先设置的阈值判断所述电压的大小并根据所述电压的大小控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流。

在本实施例中，所述预先设置的阈值包括第一电压阈值、第二电压阈值，所述通过预先设置的阈值判断所述电压的大小并根据所述电压和所述电流的大小控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流，包括：

当所述电压减小且小于所述第一电压阈值时，开通所述氩弧焊机的气路，控制所述氩弧焊机的电压和电流，建立起弧电流；

当所述电压大于所述第二电压阈值时，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流，关闭所述氩弧焊机的气路。

在本实施例中，所述控制方法还包括第一延时、第二延时、第三延时和第四延时：

当所述电压减小且小于所述第一电压阈值时，经过所述第一延时，开通所述氩弧焊机的气路，经过所述第二延时，控制所述氩弧焊机的电压和电流，具体地，通过所述PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流，建立起弧电流；具体地，在所述第一延时内持续检测所述电压，当所述电压在所述第一延时内持续小于所述第一电压阈值时，所述处理器30才控制所述电磁气阀40开启，开通所述氩弧焊机的气路，从而避免只检测所述电压的瞬间值造成的引弧的误判；所述第二延时用于在焊接之前提前输送氩气，使钨针与工件之间充满保护气，即在所述逆变控制电路50输出PWM控制信号准备焊接工作之前，提前打开所述电磁气阀40输送氩气；

当所述电压大于所述第二电压阈值时，经过所述第三延时，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流，经过所述第四延时，关闭所述氩弧焊机的气路。具体地，经过所述第三延时，停止输出所述PWM控制信号，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流；具体地，在所述第三延时内持续检测所述电压，当所述电压在所述第三延时内持续大于所述第二电压阈值时，所述处理器30才通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路50停止输出所述PWM控制信号，从而避免只检测所述电压瞬间值造成的熄弧的误判；所述第四延时用于当熄灭电弧且熔池还未固化时，继续输送氩气来保护焊缝，直到熔池固化再关闭所述氩弧焊机的气路。

在本实施例中，所述第一电压阈值为5v，所述第二电压阈值为40v；所述第一延时为300ms，所述第二延时为200ms，所述第三延时为200ms，所述第四延时为2s。

在本实施例中，通过实时检测时间t＝k-1时刻的电压U_k-1；时间t＝k时刻的电压U_k，计算电压变化量ΔU＝U_k-1-U_k。

条件(1)：ΔU＜0且U_k＜第一电压阈值U₁；

在t＝k时刻，设定第一延时w₁，不断对条件(1)进行判断，如果在第一延时w₁内，条件内(1)出现不成立，则认为在空闲状态，电磁气阀40不动作，如果在第一延时w₁内，条件内(1)总成立，则认为将进入引弧状态，在时刻t₁＝k+w₁，所述处理器30发出第一控制信号，开启所述电磁气阀40，开通所述气路，开始输送氩气；

设定第二延时w₂，在t₂＝t₁+w₁+w₂时刻，所述处理器30发出第二控制信号，所述逆变控制电路50输出所述PWM控制信号，建立起弧电流；

条件(2)：ΔU>0且U_k>第二电压阈值U₂

则在t＝k时刻，判定电弧即将熄灭，设定第三延时w₃，不断对条件(2)进行判断，如果在第三延时w₃内，条件(2)出现不成立，则认为在焊接状态，如在第三延时w₃内，条件(2)总成立，则认为将熄弧状态，在t₃＝k+w₃时刻，所述处理器30发出第三控制信号，所述逆变控制电路50停止输出所述PWM控制信号，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流；设定第四延时w₄，在t₄＝t₃+w₄时刻，所述处理器30发出第四控制信号，关闭所述电磁气阀40，关闭所述氩弧焊机的气路，停止氩气输送。

实施例四：

请参阅图4，本实施例提供另一种氩弧焊机气路控制方法，应用于前述氩弧焊机气路控制系统，包括以下步骤：

S21：采集所述氩弧焊机的电压和电流；

S22：根据所述电压和电流控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流。

在本实施例中，所述根据所述电压和电流控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流S22，包括：

通过电磁气阀40控制所述氩弧焊机的气路，通过PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流。

在本实施例中，所述根据所述电压和电流控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流S22，包括：

通过预先设置的阈值判断所述电压和所述电流的大小并根据所述电压和所述电流的大小控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流。

在本实施例中，所述预先设置的阈值包括第一电压阈值、第二电压阈值和第一电流阈值，所述通过预先设置的阈值判断所述电压和所述电流的大小并根据所述电压和所述电流的大小控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流，包括：

当所述电压减小且小于所述第一电压阈值时，开通所述氩弧焊机的气路，控制所述氩弧焊机的电压和电流，建立起弧电流；

当所述电压大于所述第二电压阈值且所述电流值小于所述第一电流阈值时，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流，关闭所述氩弧焊机的气路。

在本实施例中，所述方法包括第一延时、第二延时、第三延时和第四延时：

当所述电压减小且小于所述第一电压阈值时，经过所述第一延时，开通所述氩弧焊机的气路，经过所述第二延时，控制所述氩弧焊机的电压和电流，具体地，通过所述PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流，建立起弧电流；具体地，在所述第一延时内持续检测所述电压，当所述电压在所述第一延时内持续小于所述第一电压阈值时，所述处理器30才控制所述电磁气阀40开启，开通所述氩弧焊机的气路，从而避免只检测所述电压的瞬间值造成的引弧的误判；所述第二延时用于在焊接之前提前输送氩气，使钨针与工件之间充满保护气，即在所述逆变控制电路50输出PWM控制信号准备焊接工作之前，提前打开所述电磁气阀40输送氩气；

当所述电压大于所述第二电压阈值且所述电流值小于所述第一电流阈值时，经过所述第三延时，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流，经过所述第四延时，关闭所述氩弧焊机的气路。具体地，经过所述第三延时，停止输出所述PWM控制信号，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流；具体地，在所述第三延时内持续检测所述电压和所述电流，当所述电压在所述第三延时内持续大于所述第二电压阈值且所述电流在所述第三延时内持续小于所述第一电流阈值时，所述处理器30才通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路50停止输出所述PWM控制信号，从而避免只检测所述电压和所述电流瞬间值造成的熄弧的误判；所述第四延时用于当熄灭电弧且熔池还未固化时，继续输送氩气来保护焊缝，直到熔池固化再关闭所述氩弧焊机的气路。

在本实施例中，所述第一电压阈值为5v，所述第二电压阈值为40v，所述第一电流阈值为5A；所述第一延时为300ms，所述第二延时为200ms，所述第三延时为200ms，所述第四延时为2s。

实施例五：

本实施例通过对所述氩弧焊机焊接周期内各信号工作过程进行说明，对本发明的技术方案作进一步详细的说明：

所述氩弧焊机的一个周期以焊枪与工件短路接触引弧为所述氩弧焊机焊接周期的开始，熄弧退出焊接关闭所述电磁气阀40为所述氩弧焊机焊接周期的结束，整个焊接过程中电压信号、电流信号、电磁气阀信号、逆变控制信号的波形图如图5所示。

(1)在工作之前，所述电压为安全电压，所述电流为零。

(2)当准备引弧时，操作人员行为上的表现为将所述氩弧焊机的焊枪与工件短路接触，电压随之下降，检测到所述氩弧焊机的电压小于所述第一电压阈值5v(如图5所示：时刻①)，经过第一延时(如图5所示：时刻②-时刻①)，在时刻②，所述处理器30向所述电磁气阀40发送第一控制信号，所述电磁气阀40开启，所述气路开通，开始输送氩气。经过第二延时(如图5所示：时刻③-时刻②)后，所述处理器30发出第二控制信号至所述逆变控制电路50，即所述处理器30向所述逆变控制电路50输出逆变控制信号，所述逆变控制电路50输出PWM控制信号，所述电压减小，所述电流增大，以此建立起弧电流。具体地，在所述第一延时内持续检测所述电压，当所述电压在所述第一延时内持续小于所述第一电压阈值时，所述处理器30才控制所述电磁气阀40开启，开通所述氩弧焊机的气路，从而避免只检测所述电压的瞬间值造成的引弧的误判；所述第二延时用于在焊接之前提前输送氩气，使钨针与工件之间充满保护气，即在所述逆变控制电路50输出所述PWM控制信号进入焊接工作之前，提前打开所述电磁气阀40输送氩气。

(3)在时刻④，准备开始焊接时，操作人员行为上的表现为焊枪与工件距离拉开一定距离，此时所述电压增大，所述电流增大。

(4)在时刻⑤，所述电流变化至所需焊接电流值，正常进入焊接模式。

(5)在时刻⑥，准备结束焊接时，操作人员行为上的表现为手动拉断电弧，所述电流开始减小，所述电压增大。

(6)在时刻⑦，当检测到所述电压大于所述第二电压阈值40v时，认为电弧将熄灭。经过第三延时(时刻⑧-时刻⑦)，并且在第三延时内，检测到所述电压一直大于所述第二电压阈值40V，在时刻⑧，所述处理器30向所述逆变控制电路50输出第三控制信号，即所述处理器30停止向所述逆变控制电路50输出所述逆变控制信号，所述逆变控制电路50根据所述第三控制信号停止输出所述PWM控制信号，所述电流为零，具体地，在所述第三延时内持续检测所述电压，当所述电压在所述第三延时内持续大于所述第二电压阈值时，所述处理器30才通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路50停止输出所述PWM控制信号，从而避免只检测所述电压瞬间值造成的熄弧的误判。

(7)经过第四延时(时刻⑨-时刻⑧)后，在时刻⑨，所述处理器30向所述电磁气阀40输出第四控制信号，关闭所述电磁气阀40，通过所述电磁气阀40关闭所述氩弧焊机的气路，停止氩气输送。具体地，所述第四延时用于用于当熄灭电弧且熔池还未固化时，继续输送氩气来保护焊缝，直到熔池固化再关闭所述氩弧焊机的气路。

实施例六：

本实施例提供一种氩弧焊机，包括前述的氩弧焊机气路控制系统。在本实施例中，所述氩弧焊机通过所述氩弧焊机气路控制系统采集所述氩弧焊机的电压和电流，根据所述电压和电流控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流。

在本实施例中，所述氩弧焊机气路控制系统包括电压采集单元10、电流采集单元20、处理器30、电磁气阀40和逆变控制电路50，所述处理器30分别与所述电压采集单元10、所述电流采集单元20、所述电磁气阀40、所述逆变控制电路50连接。所述控制系统通过所述电压采集单元10和所述电流采集单元20采集所述氩弧焊机的电压和电流，通过所述处理器30根据所述电压与所述电流控制所述电磁气阀40与所述逆变控制电路50，通过所述电磁气阀40控制所述氩弧焊机气路的通断，通过所述逆变控制电路50控制所述氩弧焊机的电压和电流。

本发明的氩弧焊机气路控制系统和方法，通过电压采集单元采集氩弧焊机的电压，通过处理器根据电压控制电磁气阀与逆变控制电路，通过电磁气阀控制氩弧焊机气路的通断，通过逆变控制电路控制氩弧焊机的电压和电流。本发明通过对气路的有效控制解决氩气利用率低、机器操作复杂的问题，避免在焊接过程之外仍然长时间送气导致的成本上升，同时实现对气路的有效控制可减少人工环节，满足氩弧焊机的智能化需求。本发明的氩弧焊机气路控制系统和方法提高了氩气利用率，降低了操作复杂度，提高了氩弧焊机智能化水平，具有较高的实用价值。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所做的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员而言，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动，本发明所例举的实施例无法对所有的实施方式予以穷尽，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。在本发明中提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同一篇文献被单独引用为参考那样。

Claims (7)

1.一种氩弧焊机气路控制系统，其特征在于，所述控制系统包括电压采集单元、处理器、电磁气阀和逆变控制电路，其中：

所述电压采集单元采集氩弧焊机的电压；

所述处理器根据所述电压控制所述电磁气阀与所述逆变控制电路；

所述电磁气阀控制所述氩弧焊机气路的通断；

所述逆变控制电路控制所述氩弧焊机的电压和电流；

所述处理器通过逆变控制信号控制所述逆变控制电路，所述逆变控制电路通过PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流；

所述处理器通过预先设置的阈值判断所述电压的大小并根据所述电压的大小控制所述电磁气阀与所述逆变控制电路；所述预先设置的阈值包括第一电压阈值和第二电压阈值，所述第一电压阈值小于第二电压阈值，其中：

当所述电压小于所述第一电压阈值时，所述处理器控制所述电磁气阀开启，通过所述电磁气阀开通所述氩弧焊机的气路，所述处理器通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路输出所述PWM控制信号，通过所述PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流；

当所述电压大于所述第二电压阈值时，所述处理器通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路停止输出所述PWM控制信号，所述处理器控制所述电磁气阀关闭，通过所述电磁气阀关闭所述氩弧焊机的气路。

2.一种氩弧焊机气路控制系统，其特征在于，所述控制系统包括电压采集单元、处理器、电磁气阀和逆变控制电路，其中：

所述电压采集单元采集氩弧焊机的电压；

所述处理器根据所述电压控制所述电磁气阀与所述逆变控制电路；

所述电磁气阀控制所述氩弧焊机气路的通断；

所述逆变控制电路控制所述氩弧焊机的电压和电流；

所述处理器通过逆变控制信号控制所述逆变控制电路，所述逆变控制电路通过PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流；

所述控制系统还包括电流采集单元，所述电流采集单元采集所述氩弧焊机的电流，所述处理器根据所述电压与所述电流控制所述电磁气阀与所述逆变控制电路；

所述处理器通过预先设置的阈值判断所述电压和电流的大小并根据所述电压和电流的大小控制所述电磁气阀与所述逆变控制电路；

所述预先设置的阈值包括第一电压阈值、第二电压阈值和第一电流阈值，所述第一电压阈值小于所述第二电压阈值，其中：

当所述电压小于所述第一电压阈值时，所述处理器控制所述电磁气阀开启，通过所述电磁气阀开通所述氩弧焊机的气路，所述处理器通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路输出所述PWM控制信号，通过所述PWM控制信号控制所述氩弧焊机的电压和电流；

当所述电压大于所述第二电压阈值且所述电流小于所述第一电流阈值时，所述处理器通过所述逆变控制信号控制所述逆变控制电路停止输出所述PWM控制信号，所述处理器控制所述电磁气阀关闭，通过所述电磁气阀关闭所述氩弧焊机的气路。

3.一种氩弧焊机气路控制方法，应用于如权利要求1所述的氩弧焊机气路控制系统，其特征在于，包括以下步骤：

采集所述氩弧焊机的电压；

根据所述电压控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流，通过预先设置的阈值判断所述电压的大小并根据所述电压的大小控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流。

4.根据权利要求3所述的氩弧焊机气路控制方法，其特征在于，所述方法包括第一延时、第二延时、第三延时、第四延时：

当所述电压减小且小于所述第一电压阈值时，经过所述第一延时，开通所述氩弧焊机的气路，经过所述第二延时，控制所述氩弧焊机的电压和电流；

当所述电压大于所述第二电压阈值时，经过所述第三延时，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流，经过所述第四延时，关闭所述氩弧焊机的气路。

5.一种氩弧焊机气路控制方法，应用于如权利要求2所述的氩弧焊机气路控制系统，其特征在于，所述方法包括：

采集所述氩弧焊机的电压和电流；

根据所述电压和电流控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流，通过预先设置的阈值判断所述电压和所述电流的大小并根据所述电压和所述电流的大小控制所述氩弧焊机的气路、电压和电流。

6.根据权利要求5所述的氩弧焊机气路控制方法，其特征在于，所述方法包括第一延时、第二延时、第三延时、第四延时：

当所述电压减小且小于所述第一电压阈值时，经过所述第一延时，开通所述氩弧焊机的气路，经过所述第二延时，控制所述氩弧焊机的电压和电流；

当所述电压大于所述第二电压阈值且所述电流小于所述第一电流阈值时，经过所述第三延时，停止控制所述氩弧焊机的电压和电流，经过所述第四延时，关闭所述氩弧焊机的气路。

7.一种氩弧焊机，其特征在于，包括如权利要求1至2任一所述的氩弧焊机气路控制系统。

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