CN116000413A - 熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊接技术领域，具体为一种熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善方法及装置，方法包括：获取焊接电源的初始电流设定值和初始短路波形参数；焊接开始前，接收到电弧传感信号后，根据初始电流设定值和初始短路波形参数对当前焊接电流设定值下的短路焊接波形进行调整；按照调整后的短路焊接波形中定义的电流设定值和短路波形参数进行焊接；焊接过程中，获取实际焊接电流，并根据实际焊接电流和电流设定值调整短路焊接波形中燃弧电流持续时间。使用电弧传感时，通过对短路焊接波形进行调整，显著改善了电弧传感跟踪的准确性，焊接过程中，电弧状态稳定，焊缝成型良好，提高了对复杂焊接工况的适应性。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善方法及装置。
背景技术
电弧传感技术作为实施自动化焊接的重要手段，逐渐被广泛应用。电弧传感技术是利用焊炬与工件之间距离变化引起的焊接参数变化来探测焊炬高度和左右偏差，在等速送丝调节系统中，送丝速度恒定，焊接电源一般采用平或缓降的外特性，在这种情况下，焊接电流将随着电弧长度的变化而变化；电弧位置的变化将引起电弧长度的变化，焊接电流也相应变化，从而可以判断焊炬与焊缝之间的相对位置，电弧传感正是利用这一原理，来实现焊缝位置的实时跟踪和自动纠偏。
而熔化极气体保护焊在短路焊接过程中，由于所焊工件和外围环境的复杂性，经常导致在使用电弧传感过程中出现跟踪不准的情况，进而影响电弧传感跟踪效果。
发明内容
针对上述问题，本发明实施例提供了一种熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善方法及装置。
本发明实施的一方面，提供了一种熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善方法，包括：
获取焊接电源的初始电流设定值和初始短路波形参数；
焊接开始前，接收到电弧传感信号后，根据初始电流设定值和初始短路波形参数对当前焊接电流设定值下的短路焊接波形进行调整；
按照调整后的短路焊接波形中定义的电流设定值和短路波形参数进行焊接；
焊接过程中，获取实际焊接电流，并根据实际焊接电流和电流设定值调整短路焊接波形中燃弧电流持续时间。
可选的，初始短路波形参数包括：燃弧阶段的燃弧电流SPI、燃弧阶段的燃弧电流持续时间T、短路阶段的短路第一上升斜率L1、短路第二上升斜率L2以及短路电流拐点S1。
可选的，据初始电流设定值和初始短路波形参数对当前焊接电流设定值下的短路焊接波形进行调整的过程，包括：
调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2，其余参数保持不变，同时保证调整后的短路焊接波形中平均电流值与初始电流设定值相等。
可选的，调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2的过程，包括：
按照以下表达式调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2：
L1'＝K1*S1+L1
L2'＝K2*S1+L2
其中，L1'表示调整后的短路第一上升斜率，K1为预设正值，L2'为调整后的短路第二上升斜率，K2为预设负值。
可选的，根据实际焊接电流和电流设定值调整短路焊接波形中燃弧电流持续时间的过程，包括：
比较实际焊接电流和电流设定值，在实际焊接电流大于电流设定值的情况下，减小燃弧电流持续时间；在实际焊接电流小于电流设定值的情况下，增大燃弧电流持续时间；在实际焊接电流等于电流设定值的情况下，保持燃弧电流持续时间不变。
本发明实施的又一方面，还提供了一种熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善装置，包括：
数据获取模块，用于获取焊接电源的初始电流设定值和初始短路波形参数；
焊前调整模块，用于焊接开始前，接收到电弧传感信号后，根据初始电流设定值和初始短路波形参数对当前焊接电流设定值下的短路焊接波形进行调整；
焊接控制模块，用于按照调整后的短路焊接波形中定义的电流设定值和短路波形参数进行焊接；
焊中调整模块，用于焊接过程中，获取实际焊接电流，并根据实际焊接电流和电流设定值调整短路焊接波形中燃弧电流持续时间。
可选的，初始短路波形参数包括：燃弧阶段的燃弧电流SPI、燃弧阶段的燃弧电流持续时间T、短路阶段的短路第一上升斜率L1、短路第二上升斜率L2以及短路电流拐点S1。
可选的，焊前调整模块，具体用于调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2，其余参数保持不变，同时保证调整后的短路焊接波形中平均电流值与初始电流设定值相等。
可选的，焊前调整模块，具体用于按照以下表达式调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2：
L1'＝K1*S1+L1
L2'＝K2*S1+L2
其中，L1'表示调整后的短路第一上升斜率，K1为预设正值，L2'为调整后的短路第二上升斜率，K2为预设负值。
可选的，焊中调整模块，具体用于比较实际焊接电流和电流设定值，在实际焊接电流大于电流设定值的情况下，减小燃弧电流持续时间；在实际焊接电流小于电流设定值的情况下，增大燃弧电流持续时间；在实际焊接电流等于电流设定值的情况下，保持燃弧电流持续时间不变。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：使用电弧传感时，通过对短路焊接波形进行调整，显著改善了电弧传感跟踪的准确性，焊接过程中，电弧状态稳定，焊缝成型良好，提高了对复杂焊接工况的适应性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种焊接开始前短路焊接波形调整前后对比图；
图3为本发明实施例提供的一种焊接中实际焊接电流大于电流设定值时短路焊接波形调整前后对比图；
图4为本发明实施例提供的一种焊接中实际焊接电流小于电流设定值时短路焊接波形调整前后对比图；
图5为本发明实施例提供的一种熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参见图1，本发明提供的一种熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善方法，包括：
S100，获取焊接电源的初始电流设定值和初始短路波形参数。
实施中，在识别出电弧传感信号前需要记录相关初始焊接参数和初始短路波形参数，初始焊接参数包括初始电流设定值，初始短路波形参数包括：燃弧阶段的燃弧电流SPI、燃弧阶段的燃弧电流持续时间T、短路阶段的短路第一上升斜率L1、短路第二上升斜率L2以及短路电流拐点S1。
S110，焊接开始前，接收到电弧传感信号后，根据初始电流设定值和初始短路波形参数对当前焊接电流设定值下的短路焊接波形进行调整。
实施中，电弧传感设备接入到焊接系统中并开始供电，电弧传感设备会发送一个电弧传感信号给到焊接电源，焊接电源接收到电弧传感信号后，对当前焊接电流设定值下的短路焊接波形进行调整，具体调整思路为：调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2，其余参数保持不变，同时保证调整后的短路焊接波形中平均电流值与初始电流设定值相等。
一具体实施中，可以按照以下表达式调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2：
L1'＝K1*S1+L1
L2'＝K2*S1+L2
其中，L1'表示调整后的短路第一上升斜率，K1为预设正值，L2'为调整后的短路第二上升斜率，K2为预设负值；经过调整后，短路第一上升斜率L1'增大，短路第二上升斜率L2'减小，记录下调整后的L1'、L2'以及其他未调整的参数，作为调整后的短路焊接波形的短路波形参数，调整效果如图2所示。
S120，按照调整后的短路焊接波形中定义的电流设定值和短路波形参数进行焊接。
S130，焊接过程中，获取实际焊接电流，并根据实际焊接电流和电流设定值调整短路焊接波形中燃弧电流持续时间。
实施中，焊接开始后，由于干伸长变化等原因，实际焊接电流会与电流设定值存在一定偏差，为了保证实际焊接电流与电流设定值保持一致，采用调整燃弧电流持续时间的方式进行控制，具体为：比较实际焊接电流和电流设定值，在实际焊接电流大于电流设定值的情况下，减小燃弧电流持续时间，调整效果如图3所示；在实际焊接电流小于电流设定值的情况下，增大燃弧电流持续时间，调整效果如图4所示；在实际焊接电流等于电流设定值的情况下，保持燃弧电流持续时间不变。
采用上述短路焊接波形改善方法，经过实际焊接验证，使用电弧传感时，显著改善了电弧传感跟踪的准确性，焊接过程中，电弧状态稳定，焊缝成型良好，提高了对复杂焊接工况的适应性。
参见图5，本发明实施例提供的一种熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善装置，包括：
数据获取模块500，用于获取焊接电源的初始电流设定值和初始短路波形参数；
焊前调整模块510，用于焊接开始前，接收到电弧传感信号后，根据初始电流设定值和初始短路波形参数对当前焊接电流设定值下的短路焊接波形进行调整；
焊接控制模块520，用于按照调整后的短路焊接波形中定义的电流设定值和短路波形参数进行焊接；
焊中调整模块530，用于焊接过程中，获取实际焊接电流，并根据实际焊接电流和电流设定值调整短路焊接波形中燃弧电流持续时间。
实施中，初始短路波形参数包括：燃弧阶段的燃弧电流SPI、燃弧阶段的燃弧电流持续时间T、短路阶段的短路第一上升斜率L1、短路第二上升斜率L2以及短路电流拐点S1。
实施中，焊前调整模块510，具体用于调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2，其余参数保持不变，同时保证调整后的短路焊接波形中平均电流值与初始电流设定值相等。
实施中，焊前调整模块510，具体用于按照以下表达式调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2：
L1'＝K1*S1+L1
L2'＝K2*S1+L2
其中，L1'表示调整后的短路第一上升斜率，K1为预设正值，L2'为调整后的短路第二上升斜率，K2为预设负值。
实施中，焊中调整模块530，具体用于比较实际焊接电流和电流设定值，在实际焊接电流大于电流设定值的情况下，减小燃弧电流持续时间；在实际焊接电流小于电流设定值的情况下，增大燃弧电流持续时间；在实际焊接电流等于电流设定值的情况下，保持燃弧电流持续时间不变。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善方法，其特征在于，包括：
获取焊接电源的初始电流设定值和初始短路波形参数；
焊接开始前，接收到电弧传感信号后，根据初始电流设定值和初始短路波形参数对当前焊接电流设定值下的短路焊接波形进行调整；
按照调整后的短路焊接波形中定义的电流设定值和短路波形参数进行焊接；
焊接过程中，获取实际焊接电流，并根据实际焊接电流和电流设定值调整短路焊接波形中燃弧电流持续时间。
2.如权利要求1所述的熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善方法，其特征在于，初始短路波形参数包括：燃弧阶段的燃弧电流SPI、燃弧阶段的燃弧电流持续时间T、短路阶段的短路第一上升斜率L1、短路第二上升斜率L2以及短路电流拐点S1。
3.如权利要求2所述的熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善方法，其特征在于，据初始电流设定值和初始短路波形参数对当前焊接电流设定值下的短路焊接波形进行调整的过程，包括：
调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2，其余参数保持不变，同时保证调整后的短路焊接波形中平均电流值与初始电流设定值相等。
4.如权利要求3所述的熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善方法，其特征在于，调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2的过程，包括：
按照以下表达式调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2：
L1'＝K1*S1+L1
L2'＝K2*S1+L2
其中，L1'表示调整后的短路第一上升斜率，K1为预设正值，L2'为调整后的短路第二上升斜率，K2为预设负值。
5.如权利要求1所述的熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善方法，其特征在于，根据实际焊接电流和电流设定值调整短路焊接波形中燃弧电流持续时间的过程，包括：
比较实际焊接电流和电流设定值，在实际焊接电流大于电流设定值的情况下，减小燃弧电流持续时间；在实际焊接电流小于电流设定值的情况下，增大燃弧电流持续时间；在实际焊接电流等于电流设定值的情况下，保持燃弧电流持续时间不变。
6.一种熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取焊接电源的初始电流设定值和初始短路波形参数；
焊前调整模块，用于焊接开始前，接收到电弧传感信号后，根据初始电流设定值和初始短路波形参数对当前焊接电流设定值下的短路焊接波形进行调整；
焊接控制模块，用于按照调整后的短路焊接波形中定义的电流设定值和短路波形参数进行焊接；
焊中调整模块，用于焊接过程中，获取实际焊接电流，并根据实际焊接电流和电流设定值调整短路焊接波形中燃弧电流持续时间。
7.如权利要求6所述的熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善装置，其特征在于，初始短路波形参数包括：燃弧阶段的燃弧电流SPI、燃弧阶段的燃弧电流持续时间T、短路阶段的短路第一上升斜率L1、短路第二上升斜率L2以及短路电流拐点S1。
8.如权利要求7所述的熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善装置，其特征在于，焊前调整模块，具体用于调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2，其余参数保持不变，同时保证调整后的短路焊接波形中平均电流值与初始电流设定值相等。
9.如权利要求8所述的熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善装置，其特征在于，焊前调整模块，具体用于按照以下表达式调整短路第一上升斜率L1和短路第二上升斜率L2：
L1'＝K1*S1+L1
L2'＝K2*S1+L2
其中，L1'表示调整后的短路第一上升斜率，K1为预设正值，L2'为调整后的短路第二上升斜率，K2为预设负值。
10.如权利要求6所述的熔化极短路气保焊的短路焊接波形改善装置，其特征在于，焊中调整模块，具体用于比较实际焊接电流和电流设定值，在实际焊接电流大于电流设定值的情况下，减小燃弧电流持续时间；在实际焊接电流小于电流设定值的情况下，增大燃弧电流持续时间；在实际焊接电流等于电流设定值的情况下，保持燃弧电流持续时间不变。
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