CN114131155B - 焊接装置及钨极清理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种焊接装置及钨极清理方法，焊接装置包括焊接系统和控制系统；所述控制系统包括监测模块、切换模块和控制模块；监测模块用于获取焊接系统的运行参数；切换模块用于根据获取的运行参数判断焊接系统的工作模式，当焊接系统处于钨极清理等待状态时，将控制模块设置为钨极清理模式，当焊接系统处于焊接状等待态时，将控制模块设置为焊接模式；控制模块处于钨极清理模式时根据接收到的启动钨极清理指令执行钨极清理工序；控制模块处于焊接模式时根据接收到的焊接指令执行焊接工序。本发明的焊接装置设置有焊接模式和钨极清理模式，实现操作人员不需离开工位即可在焊接工序和钨极清理工序之间切换，提高了焊接的质量和工作效率。

Description

焊接装置及钨极清理方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体地说，涉及一种焊接装置及钨极清理方法。

背景技术

随着铝及铝合金材料在现代工业生产中应用越来越广泛，尤其在汽车制造业、航空航天、船舶等领域得到更广泛的引用。铝焊接也随着铝合金应用的增多而增多。交流TIG焊接铝(Tungsten Inert Gas Welding，又称为非熔化极惰性气体保护电弧焊)作为铝焊接的一种，在铝焊接中起着重要的作用。

在焊接过程中，由于填丝不稳或者参数不匹配等原因，容易造成钨极尖端开花或者粘有铝等其他物质，不光滑的钨极尖端导致电弧形态发生变化，影响焊接质量。为了能够快速的恢复到正常焊接状态，需要对钨极进行处理，可以拆下钨极对其进行手动清理。当焊机具有清理功能时，可以对焊机功能进行操作，然后通过焊机对钨极进行清理。上述无论哪种方法，都需要焊工离开作业现场进行操作。

如果提供一种方式，让焊工不用离开作业现场，只经过简单的操作就能实现钨极的清理，然后继续进行焊接作业，这样就能节省焊工的时间，提高工作效率。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供了一种焊接装置及钨极清理方法，焊接装置设置有焊接模式和钨极清理模式，在操作人员不需要离开焊接工位的条件下，实现焊接工序和钨极清理工序的切换，提高了焊接的质量和工作效率。

本发明的第一方面提供了一种焊接装置，包括焊接系统和控制系统；

所述控制系统包括监测模块、切换模块和控制模块；

所述监测模块用于获取焊接系统的运行参数；

所述切换模块用于根据获取的运行参数判断焊接系统的工作模式，当所述焊接系统处于钨极清理等待状态时，将所述控制模块设置为钨极清理模式，当所述焊接系统处于焊接等待状态时，将所述控制模块设置为焊接模式；

所述控制模块处于钨极清理模式时根据接收到的启动钨极清理指令执行钨极清理工序；

所述控制模块处于焊接模式时根据接收到的焊接指令执行焊接工序。

根据本发明的第一方面，所述控制系统还包括提示模块；

所述提示模块用于当所述焊接系统处于钨极清理模式时向操作人员提示所述焊接系统处于钨极清理模式。

根据本发明的第一方面，所述焊接系统包括焊接电源、包括有钨极的焊炬和清理用试件；

所述焊接电源为交流电源，所述焊炬和所述清理用试件分别与所述焊接电源的两个电极电连接；

所述钨极清理工序为所述控制模块根据清理参数控制所述钨极与所述清理用试件之间的通电状态。

根据本发明的第一方面，所述焊接系统还包括工作台，所述清理用试件通过所述工作台与所述焊接电源的一个电极电连接。

本发明的第二方面提供了一种焊接装置的钨极清理方法，采用所述焊接装置，包括以下步骤：

S100：通过所述监测模块获取焊接系统的运行参数；

S200：根据所述运行参数判断焊接系统的工作模式；

如判断所述焊接系统处于钨极清理等待状态，则S310控制模块设置为钨极清理模式；

S311：判断是否接收到启动钨极清理指令；

如接收到启动钨极清理指令，则S312执行钨极清理工序。

步骤S200根据所述运行参数判断焊接系统的工作模式后，如判断所述焊接系统处于焊接等待状态时，则S320控制模块设置为焊接模式。

根据本发明的第二方面，所述S311判断是否接收到启动钨极清理指令后，如未接收到启动钨极清理指令，则S317获取控制模块设置为钨极清理模式的第一持续时间；

S318：判断所述第一持续时间是否大于第一阈值；

如大于第一阈值，则S320控制模块设置为焊接模式。

根据本发明的第二方面，所述S312执行钨极清理工序步骤后，还包括如下步骤：

S313：判断是否接收到结束钨极清理指令；

如接收到结束钨极清理指令，则S314将所述控制模块设置为钨极清理模式并获取控制模块设置为钨极清理模式的第二持续时间；

S315：判断所述第二持续时间是否大于第二阈值；

如大于第二阈值，则S320控制模块设置为焊接模式。

根据本发明的第二方面，所述焊炬还包括开关；

所述S100步骤获取焊接系统的运行参数为获取开关状态；

所述S200根据所述运行参数判断焊接系统的工作模式包括如下步骤之一：

判断所述监测模块是否监测到两次双击开关的指令且两次指令之间的时长小于第三阈值时间，如监测到，则认为所述焊接系统处于钨极清理等待状态；或

如未监测到，则认为所述焊接系统处于焊接等待状态。

根据本发明的第二方面，所述控制系统还包括提示模块；

所述S310或S314步骤的所述控制模式设置为钨极清理模式后，还包括如下步骤：

S330：所述提示模块向操作人员提示所述焊接系统处于钨极清理模式。

根据本发明的第二方面，所述控制模块还用于控制气路中气体状态；

所述S330步骤为所述控制模块气路中气体为间断送气模式。

本发明的焊接装置设置有焊接模式和钨极清理模式，通过两个模式之间的切换，在操作人员不需要离开焊接工位的条件下，实现焊接工序和钨极清理工序的切换，提高了焊接的质量和工作效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理，通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。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示出本发明一实施例的控制系统的模块示意图；

图2示出本发明一实施例的焊接系统的结构示意图；

图3示出本发明一实施例的钨极清理方法的流程图；

图4示出本发明一实施例的焊接装置的模式切换示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

针对现有的TIG铝焊接技术中，需焊工拆下钨极进行机械清理；或者是即使是具有清理功能的焊接机也无法自动实现对钨极的自动清理，本发明提供了一种焊接装置，包括焊接系统和控制系统。图1示出本发明一实施例的控制系统的模块示意图，其中，所述控制系统包括监测模块M100、切换模块M200和控制模块M300；所述监测模块M100用于获取焊接系统的运行参数；所述切换模块M200用于根据获取的运行参数判断焊接系统的工作模式，当所述焊接系统处于钨极清理等待状态时，将所述控制模块M300设置为钨极清理模式，当所述焊接系统处于焊接等待状态时，将所述控制模块M300设置为焊接模式；所述控制模块M300处于钨极清理模式时根据接收到的启动钨极清理指令执行钨极清理工序；所述控制模块M300处于焊接模式时根据接收到的焊接指令执行焊接工序。本发明的焊接装置设置有焊接模式和钨极清理模式，通过两个模式之间的切换，在操作人员不需要离开焊接工位的条件下，实现焊接工序和钨极清理工序的切换，提高了焊接的质量和工作效率。

图2示出本发明一实施例的焊接系统的结构示意图，根据本发明的第一方面，所述焊接系统包括焊接电源1、包括有钨极21的焊炬2和清理用试件31；焊炬2是指焊接过程中，执行焊接操作的部分，

所述焊炬2和所述清理用试件31分别与所述焊接电源1的两个电极电连接；

所述钨极清理工序为所述控制模块M300根据清理参数控制所述钨极21与所述清理用试件31之间的通电状态。

由于在实际的操作中，无论是钨极清理工序还是焊接工序，需将清理用试件或焊接工件与焊接电源的一个电极电连接，在一些实施例中，所述焊接系统还包括工作台3，所述清理用试件31通过所述工作台3与所述焊接电源的一个电极电连接。如图2所示，清理用试件31或焊接工件32均可以设置于工作台3上并与工作台3电连接，从而与焊接电源的一个电极电连接。

当所述控制模块M300执行焊接工序时，钨极21和焊接工件32分别与所述焊接电源1的两个电极电连接；当所述控制模块M300执行钨极清理工序时，钨极21和清理用试件31分别与所述焊接电源1的两个电极电连接。

所述焊接电源1可以为提供交流电的交流电源，在使用交流电执行焊接工序时，焊炬2的钨极21持续的在正负极之间进行切换。当钨极21为负时，电子会从钨极移动到焊接工件32表面从而产生焊缝产生熔深所必需的热量；当钨极21为正时，负极电子从焊接工件32移动到钨极31，钨极31集聚热量发热。进一步的，交流电源可以为工频正弦波交流电源，电弧电流每秒钟有多次经过零点并改变极性。在焊接电源1为交流电源的实施例中，执行钨极清理工序与焊接工序类似，所不同的是，钨极清理工序中钨极21为正的时长可能相对较长，负极电子从清理用试件31移动到钨极31，以达到钨极31集聚足够热量发热从而清理钨极31的作用。

优选地，所述控制系统还包括提示模块M400；所述提示模块M400用于当所述焊接系统处于钨极清理模式时向操作人员提示所述焊接系统处于钨极清理模式。

本发明还提供了一种焊接装置的钨极清理方法，采用所述焊接装置，下面通过钨极清理方法的详细阐述进一步说明本发明的焊接装置。

图3为本发明一实施例的钨极清理方法的流程图，具体地，钨极清理方法包括以下步骤：

S100：通过所述监测模块获取焊接系统的运行参数；

S200：根据所述运行参数判断焊接系统的工作模式；

如判断所述焊接系统处于钨极清理等待状态，则S310控制模块设置为钨极清理模式，即焊接系统进入钨极清理模式；

S311：判断是否接收到启动钨极清理指令；

如接收到启动钨极清理指令，则S312执行钨极清理工序。

步骤S200根据所述运行参数判断焊接系统的工作模式后，如判断所述焊接系统处于焊接等待状态时，则S320控制模块设置为焊接模式，即焊接系统进入焊接模式。进入焊接模式后，焊接装置的焊接工序与现有的焊接装置相同，在焊接工序中，焊接工件连结焊接电源的正极，焊炬中的钨极作为负极，惰性气体可以为氩气。焊炬中的钨极和焊接工件也可以与交流焊接电源连接，此时为交流焊接工序，在此不再赘述。

在不同的使用场景中，S100步骤中的监测模块获取的焊接系统的运行参数有所不同，相应地，S200步骤中根据不同的运行参数判断焊接系统的工作模式。举例来说，如在一实施例中，所述焊炬2还可以包括开关22；所述S100步骤获取焊接系统的运行参数可以为获取开关状态；所述S200根据所述运行参数判断焊接系统的工作模式包括如下步骤之一：

判断所述监测模块是否监测到两次双击开关的指令且两次指令之间的时长小于第三阈值时间，如监测到，则认为所述焊接系统处于钨极清理等待状态。更具体地，如钨极清理等待状态的判断条件为：焊炬离工作台一段距离，钨极与焊接工件之间不产生电弧，双击焊炬开关后3秒内再次双击焊炬开关，则认为焊接装置是处于钨极清理等待状态，此处的第三阈值为3秒，根据焊接装置实际使用的场景也可以为5秒、10秒等，在此不做限定。上述钨极清理等待状态可以是其他设定的判断条件，如未监测到两次双击开关的指令且两次指令之间的时长小于第三阈值时间，则认为所述焊接系统处于焊接等待状态。

在一些实施例中，所述控制系统还可以包括提示模块，当所述S310步骤的所述控制模式设置为钨极清理模式后，钨极清理方法还包括如下步骤：

S330：所述提示模块向操作人员提示所述焊接系统处于钨极清理模式。如所述控制模块还用于控制气路中气体状态；所述S330步骤为所述控制模块气路中气体为间断送气模式。间断送气可以定义为送气t1时间，停气t2时间，t1和t2可以是相等的，如t1和t2均为500ms。t1和t2也可以是相等的，t1和t2的具体数值可以根据实际使用场景设定，操作人员观察气路中的气体状态为显示焊接装置进入钨极清理模式即可。所述S330步骤也可以是通过提示模块发出报警信号等，向操作人员提示的方式不受上述限定，可以引起操作人员注意即可。

在S310步骤，即所述控制模式设置为钨极清理模式后，进一步的，执行所述S311步骤：判断是否接收到启动钨极清理指令，如未接收到启动钨极清理指令，则S317获取控制模块设置为钨极清理模式的第一持续时间；此处的启动钨极清理指令可以为持续按下焊炬的开关等具体的操作。

S318：判断所述第一持续时间是否大于第一阈值T1；

如大于第一阈值，则S320控制模块设置为焊接模式。即当焊接系统处于钨极清理模式时，如一段时间没有收到钨极清理指令，则认为钨极不需清理，将焊接系统设置为焊接模式。此处的第一阈值T1可以根据焊接装置实际使用的场景设定，第一阈值T1可以为5秒、10秒等，在此不做限定。

当焊接系统处于钨极清理模式时，如一段时间收到钨极清理指令，则S312执行钨极清理工序，本发明的钨极清理工序可以是将焊炬的钨极21接近清理用试件31，当焊接电源为交流电源时，钨极21为正的时长可能相对较长，此时负极电子从清理用试件31移动到钨极31，以达到钨极31集聚足够热量发热从而清理钨极31的作用。钨极清理工序的参数，如钨极为正的时长、电流等可以根据实际的经验值预先设定。

进一步的，所述S312执行钨极清理工序步骤后，钨极清理方法还包括如下步骤：

S313：判断是否接收到结束钨极清理指令，此处的结束钨极清理指令可以是松开焊炬的开关等具体的操作。

如接收到结束钨极清理指令，则S314将所述控制模块设置为钨极清理模式并获取控制模块设置为钨极清理模式的第二持续时间；

S315：判断所述第二持续时间是否大于第二阈值T2；

如大于第二阈值，则S320控制模块设置为焊接模式，第一阈值T2可以根据焊接装置实际使用的场景设定，第一阈值T2可以为3秒、5秒、10秒等，在此不做限定。上述步骤中，当完成一次钨极清理工序后，焊接系统可以仍然处于钨极清理模式，等待获取下一次的钨极清理指令。第一阈值T2也可以为0，即当完成一次钨极清理工序后，认为钨极清理已经完成，将焊接系统设置为焊接模式。

同样地，当所述S314步骤的所述控制模式设置为钨极清理模式后，钨极清理方法还包括如下步骤：

S330：所述提示模块向操作人员提示所述焊接系统处于钨极清理模式。向操作人员提示的方式不受上述限定，可以引起操作人员注意即可。

本发明的钨极焊接方法，针对现有技术中的问题通过引入切换模块，快速切换焊接模式和钨极清理模式，如图4所示，使焊工不需要离开焊接工位，就能实现钨极的清理,提高焊接操作的便捷性的同时，提高了焊接的质量和工作效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一、第二、第三等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

Claims (5)

1.一种焊接装置的钨极清理方法，其特征在于，采用的焊接装置包括焊接系统和控制系统；

所述控制系统包括监测模块、切换模块和控制模块；

所述监测模块用于获取焊接系统的运行参数；

所述切换模块用于根据获取的运行参数判断焊接系统的工作模式，当所述焊接系统处于钨极清理等待状态时，将所述控制模块设置为钨极清理模式，当所述焊接系统处于焊接等待状态时，将所述控制模块设置为焊接模式；

所述控制模块处于钨极清理模式时根据接收到的启动钨极清理指令执行钨极清理工序；

所述控制模块处于焊接模式时根据接收到的焊接指令执行焊接工序；

所述焊接系统包括焊接电源、包括有钨极的焊炬和清理用试件；

所述焊接电源为交流电源，所述焊炬和所述清理用试件分别与所述焊接电源的两个电极电连接，所述交流电源为工频正弦波交流电源；

所述钨极清理工序为所述控制模块根据清理参数控制所述钨极与所述清理用试件之间的通电状态；

所述焊接系统还包括工作台，所述清理用试件和所述焊接系统的焊接工件均通过所述工作台与所述焊接电源的一个电极电连接；

所述方法包括以下步骤：

S100：通过所述监测模块获取焊接系统的运行参数；

S200：根据所述运行参数判断焊接系统的工作模式；

如判断所述焊接系统处于钨极清理等待状态，则S310控制模块设置为钨极清理模式；

S311：判断是否接收到启动钨极清理指令；所述S311判断是否接收到启动钨极清理指令后，如未接收到启动钨极清理指令，则S317获取控制模块设置为钨极清理模式的第一持续时间；

S318：判断所述第一持续时间是否大于第一阈值；

如大于第一阈值，则S320控制模块设置为焊接模式；

如接收到启动钨极清理指令，则S312执行钨极清理工序，S312执行钨极清理工序步骤后，还包括如下步骤：

S313：判断是否接收到结束钨极清理指令；

如接收到结束钨极清理指令，则S314所述控制模块设置为钨极清理模式并获取控制模块设置为钨极清理模式的第二持续时间；

S315：判断所述第二持续时间是否大于第二阈值；

如大于第二阈值，则S320控制模块设置为焊接模式。

2.根据权利要求1所述的焊接装置的钨极清理方法，其特征在于，步骤S200根据所述运行参数判断焊接系统的工作模式后，如判断所述焊接系统处于焊接等待状态，则S320控制模块设置为焊接模式。

3.根据权利要求1所述的焊接装置的钨极清理方法，其特征在于，所述焊炬还包括开关；

所述S100步骤获取焊接系统的运行参数为获取开关状态；

所述S200根据所述运行参数判断焊接系统的工作模式包括如下步骤之一：

判断所述监测模块是否监测到两次双击开关的指令且两次指令之间的时长小于第三阈值时间，如监测到，则认为所述焊接系统处于钨极清理等待状态；或

如未监测到，则认为所述焊接系统处于焊接等待状态。

4.根据权利要求3所述的焊接装置的钨极清理方法，其特征在于，所述控制系统还包括提示模块；

所述S310或S314中步骤的所述控制模块设置为钨极清理模式后，还包括如下步骤：

S330：所述提示模块向操作人员提示所述焊接系统处于钨极清理模式。

5.根据权利要求4所述的焊接装置的钨极清理方法，其特征在于，所述控制模块还用于控制气路中气体状态；

所述S330步骤为所述控制模块气路中气体为间断送气模式。