CN116117279A - 熔化电极气体保护焊系统及其控制方法、控制器、介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种熔化电极气体保护焊系统及其控制方法、控制器、介质。熔化电极气体保护焊系统的控制方法包括：当电弧从第一阶段切换至第二阶段时，控制送丝装置增大送进焊丝的速度，并控制焊接电源减小焊接电流；实时获取电弧的电信号信息，并基于电弧的电信号信息，判断电弧是否处于短路状态；电信号信息包括电压信号和电流信号；当电弧处于短路状态时，控制送丝装置回抽焊丝，并实时检测焊丝与熔池之间的距离；当距离达到第二阶段对应的设定距离值时，控制送丝装置输出第二阶段对应的第二送丝速度，并控制焊接电源输出第二阶段对应的第二电流值。上述方案，能够提升鱼鳞纹焊接效果。
Description
5技术领域
本申请涉及焊接技术领域，特别是涉及一种熔化电极气体保护焊系统及其控制方法、控制器、介质。
背景技术
0为了在某些薄板金属焊接场合，特别是铝及其合金焊接，各类不锈钢等场合，为了在控制热输入的同时，实现较好的熔深和焊缝成型，经常采用动态变化焊接参数的方式进行施焊。焊接参数在大、小之间周期变化，形成所谓“鱼鳞纹”的焊缝效果。影响鱼鳞纹效果的因素非常多，
这里只描述与焊接控制相关的部分。为了实现更好的鱼鳞纹效果，通常5追求较大的参数变化，即在单个鱼鳞纹周期内分为所谓强、弱部分，强
弱度对比越明显，鱼鳞纹效果越好。对于熔化电极气体保护焊来说，强、弱度对比与送丝速度落差直接相关，即送丝速度落差越大，鱼鳞纹效果越好。
对于熔化电极气体保护焊来说，当送丝速度减小到一定程度后，电0弧的调节作用逐渐减弱，无法像送丝速度较大时一样进行自我调节，以
达到电弧稳定的目的。因此，通过加大送丝速度落差而促进鱼鳞纹焊接效果的方法受到了限制。这个问题在送丝速度落差较大，并且从强阶段转换成弱阶段瞬间表现的更加明显。此时因为电机的惯量、电机的负载，
以及送丝回路阻力等原因，强阶段的送丝速度不能如理想情况一样直接5过渡到弱阶段的送丝速度，而通常有延时和过冲，此时极易造成顶丝或
断弧。同时由于弱阶段的电弧调节能力较弱，该顶丝和断弧现象往往会贯穿整个弱阶段，造成焊接的不稳定。
更进一步，为了加快焊接节拍，提高焊接速度，往往需要增加以上所述强、弱区切换的频率。当以上强、弱区切换频率进一步提高时，强、弱区所持续的时间绝对值进一步减短。对于电弧来说，当弧长发生变化时，通过电源的控制调节结合电弧的自身调节，可以回到稳定状态，但这个过程需要有一定的响应时间。当电弧变化的速度快与调节的响应时间时，电弧将会趋向于发散而无法收敛。即，以上强、弱区切换速度上升到电弧无法响应的时候，电弧将不受控制，从宏观上看，将出现频率的烧导电嘴、顶丝爆断等现象。
另一些方法，直接强、弱区分直接转化为焊接开、关区分，即在强的阶段开通电源功率，并送进焊丝，在弱的阶段关闭电源，并停止送丝。这种方法在一定程度上缓解了弱阶段的电弧无法自我调节带来的问题，因此此时无电弧，不需要调节。但依然面临几个问题：1，从焊接到熄弧时，依然会遭遇上述问题，即送丝速度从较大值过渡到停止时，会有延时和过冲，此时需要额外添加合适的回烧过程，这一方面降低了焊接节拍，另一方面，因为这个回烧过程的一致性不好，影响整个焊接过程的一致性和稳定性；2，熄弧后需要重新起弧，而通常起弧需要一定过程，并且起弧过程相对稳态焊接来说，稳定性稍差，这也影响了焊接的节拍和整个焊接过程的一致性和稳定性。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种熔化电极气体保护焊系统及其控制方法、控制器、介质，能够提升鱼鳞纹焊接效果，改善焊接成型。
为了解决上述问题，本申请第一方面提供了一种熔化电极气体保护焊系统的控制方法，所述控制方法包括：当电弧从第一阶段切换至第二阶段时，控制送丝装置增大送进焊丝的速度，并控制焊接电源减小焊接电流；实时获取所述电弧的电信号信息，并基于所述电弧的电信号信息，判断所述电弧是否处于短路状态；所述电信号信息包括电压信号和电流信号；当所述电弧处于短路状态时，控制所述送丝装置回抽焊丝，并实时检测所述焊丝与熔池之间的距离；当所述距离达到所述第二阶段对应的设定距离值时，控制所述送丝装置输出所述第二阶段对应的第二送丝速度，并控制所述焊接电源输出所述第二阶段对应的第二电流值。
其中，所述当电弧从第一阶段切换至第二阶段时，控制送丝装置增大送进焊丝的速度，并控制焊接电源减小焊接电流，包括：在所述电弧从所述第一阶段切换至所述第二阶段时，控制所述送丝装置送进焊丝的送丝速度从所述第一阶段对应的第一送丝速度增大至预设送丝速度，并控制所述焊接电源输出的焊接电流从所述第一阶段对应的第一电流值减小至预设电流值。
其中，所述第一阶段为强电弧阶段，所述第二阶段为弱电弧阶段，所述预设送丝速度、所述第一送丝速度和所述第二送丝速度依次减小，所述第一电流值、所述第二电流值和所述预设电流值依次减小。
其中，所述第一阶段为弱电弧阶段，所述第二阶段为强电弧阶段，所述预设送丝速度、所述第二送丝速度和所述第一送丝速度依次减小，所述第二电流值、所述第一电流值和所述预设电流值依次减小。
为解决上述问题，本申请第二方面提供了一种控制器，应用于包括焊接电源和送丝装置的熔化电极气体保护焊系统，所述控制器包括：强弱阶段切换控制模块，所述强弱阶段切换控制模块用于当电弧从所述第一阶段切换至所述第二阶段时，控制所述送丝装置增大送进焊丝的速度，并控制所述焊接电源减小焊接电流；电信号采样模块，所述电信号采样模块与所述焊接电源连接，用于实时获取所述电弧的电信号信息；所述电信号信息包括电压信号和电流信号；短路判断模块，所述短路判断模块与所述电信号采样模块连接，用于基于所述电弧的电信号信息，判断所述电弧是否处于短路状态；所述强弱阶段切换控制模块还用于当所述电弧处于短路状态时，控制所述送丝装置回抽焊丝；起始弧长控制模块，所述起始弧长控制模块与所述强弱阶段切换控制模块连接，用于实时检测所述焊丝与熔池之间的距离；所述强弱阶段切换控制模块还用于当所述距离达到所述第二阶段对应的设定距离值时，控制所述送丝装置输出所述第二阶段对应的第二送丝速度，并控制所述焊接电源输出所述第二阶段对应的第二电流值。
其中，所述强弱阶段切换控制模块执行当电弧从第一阶段切换至第二阶段时，控制送丝装置增大送进焊丝的速度，并控制焊接电源减小焊接电流的步骤，包括：在所述电弧从所述第一阶段切换至所述第二阶段时，控制所述送丝装置送进焊丝的送丝速度从所述第一阶段对应的第一送丝速度增大至预设送丝速度，并控制所述焊接电源输出的焊接电流从所述第一阶段对应的第一电流值减小至预设电流值。
其中，所述第一阶段为强电弧阶段，所述第二阶段为弱电弧阶段，所述预设送丝速度、所述第一送丝速度和所述第二送丝速度依次减小，所述第一电流值、所述第二电流值和所述预设电流值依次减小。
其中，所述第一阶段为弱电弧阶段，所述第二阶段为强电弧阶段，所述预设送丝速度、所述第二送丝速度和所述第一送丝速度依次减小，所述第二电流值、所述第一电流值和所述预设电流值依次减小。
为解决上述问题，本申请第三方面提供了一种控制器，包括相互连接的处理器以及存储器；其中，所述存储器存储有程序指令，所述处理器从所述存储器调取所述程序指令以执行上述第一方面的熔化电极气体保护焊系统的控制方法。
为解决上述问题，本申请第四方面提供了一种熔化电极气体保护焊系统，所述熔化电极气体保护焊系统包括焊接电源、送丝装置和控制器，所述控制器分别与所述焊接电源和所述送丝装置连接，所述控制器为上述第二方面或第三方面的控制器。
为解决上述问题，本申请第五方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现上述第一方面的熔化电极气体保护焊系统的控制方法。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的熔化电极气体保护焊系统的控制方法中，当电弧从第一阶段切换至第二阶段时，可以控制送丝装置增大送进焊丝的速度、并控制焊接电源减小焊接电流，然后实时获取电弧的电信号信息，并基于电弧的电信号信息，判断电弧是否处于短路状态，当电弧处于短路状态时，控制送丝装置回抽焊丝，并实时检测焊丝与熔池之间的距离；当距离达到第二阶段对应的设定距离值时，可以控制送丝装置输出第二阶段对应的第二送丝速度，并控制焊接电源输出第二阶段对应的第二电流值。本申请在从强到弱、或从弱到强转换的过程瞬间，通过送丝速度和电流值的调节来调整电弧弧长，电弧弧长重新调整的过程十分短暂，不会对焊接过程造成影响；并加入“弧长检测”环节，在焊丝与熔池之间的距离达到设定距离值时，控制送丝装置输出对应的送丝速度、并控制焊接电源输出对应的电流值，确保了在进入强区和弱区瞬间，电弧的起始状态不受前一过程状态响应，而是处于一个确定的值，即使电弧的响应能力不足，也能够稳定进行焊接，从而可以提升鱼鳞纹焊接效果，改善焊接成型，提高焊接速度，即使在高于5赫兹的强、弱转换速率下，也能够保证强、弱区的电弧稳定，以及每一拍转换的一致性；另外，整个焊接过程处于维弧状态，不存在因为熄弧造成的再次引弧困难、继而影响焊接稳定性以及飞溅增加的问题。
附图说明
图1是本申请熔化电极气体保护焊系统的控制方法一实施例的流程示意图；
图2是本申请一应用场景中送丝速度、电流、电弧长度的波形示意图；
图3是本申请控制器一实施例的框架结构示意图；
图4是本申请控制器另一实施例的框架结构示意图；
图5是本申请熔化电极气体保护焊系统的框架结构示意图；
图6是本申请计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本申请实施例的方案进行详细说明。
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。
本文中术语“系统”和“网络”在本文中常被可互换使用。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外，本文中的“多”表示两个或者多于两个。
请参阅图1，图1是本申请熔化电极气体保护焊系统的控制方法一实施例的流程示意图。具体地，请结合图5，图5是本申请熔化电极气体保护焊系统的框架结构示意图，该熔化电极气体保护焊系统50包括：焊接电源500、焊丝501、电弧502、母材503、送气装置504以及送丝装置506，其中焊接电源500分别为焊丝501、电弧502以及母材503提供能量，用以熔化焊丝501、维持电弧502以及加热母材503。当需要焊接时，首先通过焊接电源500为各个装置提供电源，用户设置各焊接部件的各种参数，例如气体、焊丝材质、焊接电压和焊接电流等，然后用户按下焊枪505的开关，焊接电源500进入引弧阶段，电弧502熔化焊丝501和母材503形成的熔池及焊接区域在惰性气体或活性气体的保护下，可以有效地阻止周围环境空气的有害作用，再经过熔滴过渡的过程，完成焊接。熔滴过渡是指在电弧502的热作用下，焊丝501端部的熔化金属形成熔滴，受到各种力的作用从焊丝501端部脱离并过渡到熔池的全过程，它与焊接过程稳定性、焊缝成形、飞溅大小等有直接关系，并最终影响焊接质量和生产效率。
本申请实施例中的熔化电极气体保护焊系统50还包括控制器507，控制器507分别与焊接电源500和送丝装置506连接，本实施例中的熔化电极气体保护焊系统的控制方法的执行主体为控制器507，其控制方法包括以下步骤：
步骤S11：当电弧从第一阶段切换至第二阶段时，控制送丝装置增大送进焊丝的速度，并控制焊接电源减小焊接电流。
步骤S12：实时获取所述电弧的电信号信息，并基于所述电弧的电信号信息，判断所述电弧是否处于短路状态；所述电信号信息包括电压信号和电流信号。
步骤S13：当所述电弧处于短路状态时，控制所述送丝装置回抽焊丝，并实时检测所述焊丝与熔池之间的距离。
步骤S14：当所述距离达到所述第二阶段对应的设定距离值时，控制所述送丝装置输出所述第二阶段对应的第二送丝速度，并控制所述焊接电源输出所述第二阶段对应的第二电流值。
请结合图2，图2是本申请一应用场景中送丝速度、电流、电弧长度的波形示意图，可以理解的是，为了实现更好的鱼鳞纹效果，通常追求较大的参数变化，即在单个鱼鳞纹周期内分为所谓强、弱部分，强弱度对比越明显，鱼鳞纹效果越好，如图2所示，其示出了将单个鱼鳞纹周期内分为强电弧阶段和弱电弧阶段，在不同阶段对应有相应的送丝速度和电流值。具体地，焊丝501被送丝装置506以一定的速度送进焊枪505的送丝管，供电弧502将其熔化，焊丝501的送进速度与焊丝501的熔化速度保持一致，才能保证焊接过程的稳定，因此，焊丝501的送进速度是影响焊接过程稳定的一个重要因素。请结合图2，在不同阶段需要设定相应的送丝幅值。具体地，在强电弧阶段，送丝幅值和电源电流值应较大，以形成较大的弧长状态，而在弱电弧阶段，送丝幅值和电源电流值应较小，以形成较小的弧长状态。
对于熔化电极气体保护焊来说，当送丝速度减小到一定程度后，电弧的调节作用逐渐减弱，无法像送丝速度较大时一样进行自我调节，以达到电弧稳定的目的。因此，通过加大送丝速度落差而促进鱼鳞纹焊接效果的方法受到了限制，这个问题在送丝速度落差较大，并且从强阶段转换成弱阶段瞬间表现的更加明显，此时因为电机的惯量、电机的负载，以及送丝回路阻力等原因，强阶段的送丝速度不能如理想情况一样直接过渡到弱阶段的送丝速度，而通常有延时和过冲，此时极易造成顶丝或断弧，同时由于弱阶段的电弧调节能力较弱，该顶丝和断弧现象往往会贯穿整个弱阶段，造成焊接的不稳定。也就是说，在各阶段的实际弧长的波动较大，于是，本申请在电弧从第一阶段切换至第二阶段时，通过控制送丝装置增大送进焊丝的速度、并控制焊接电源减小焊接电流，然后实时获取电弧的电信号信息，并基于电弧的电信号信息，判断电弧是否处于短路状态，当电弧处于短路状态时，控制送丝装置回抽焊丝，并实时检测焊丝与熔池之间的距离，当距离达到第二阶段对应的设定距离值时，可以控制送丝装置输出第二阶段对应的第二送丝速度，并控制焊接电源输出第二阶段对应的第二电流值，实现在从强到弱、或从弱到强转换的过程瞬间来调整电弧弧长，由于在焊丝与熔池之间的距离达到第二阶段对应的设定距离值时，控制送丝装置输出第二阶段对应的第二送丝速度、并控制焊接电源输出第二阶段对应的第二电流值，确保了在进入第二阶段瞬间，电弧的起始状态不受前面第一阶段的过程状态响应，而是处于一个确定的值，即使电弧的响应能力不足，也能够稳定进行焊接，从而可以提升鱼鳞纹焊接效果，改善焊接成型；并且电弧弧长重新调整的过程十分短暂，不会对焊接过程造成影响；另外，整个焊接过程处于维弧状态，不存在因为熄弧造成的再次引弧困难、继而影响焊接稳定性以及飞溅增加的问题。
更进一步，为了加快焊接节拍，提高焊接速度，往往需要增加以上所述强、弱区切换的频率。当以上强、弱区切换频率进一步提高时，强、弱区所持续的时间绝对值进一步减短。对于电弧来说，当弧长发生变化时，通过电源的控制调节结合电弧的自身调节，可以回到稳定状态，但这个过程需要有一定的响应时间。当电弧变化的速度快与调节的响应时间时，电弧将会趋向于发散而无法收敛。即，现有方案中当强、弱区切换速度上升到电弧无法响应的时候，电弧将不受控制，从宏观上看，将出现频率的烧导电嘴、顶丝爆断等现象。而本申请的方案即使在高于5赫兹的强、弱转换速率下，甚至可以上升到10赫兹以上，也能够保证强、弱区的电弧稳定，以及每一拍转换的一致性，这显著增加了焊接节拍和焊接速度，同时极大概率减少了传统方案中因为电弧失控造成的烧导电嘴或顶丝爆断等问题。
在一实施例中，上述步骤S11可以包括：在所述电弧从所述第一阶段切换至所述第二阶段时，控制所述送丝装置送进焊丝的送丝速度从所述第一阶段对应的第一送丝速度增大至预设送丝速度，并控制所述焊接电源输出的焊接电流从所述第一阶段对应的第一电流值减小至预设电流值。
可以理解的是，在第一阶段时，送丝装置输出第一阶段对应的第一送丝速度，焊接电源输出第一阶段对应的第一电流值，当电弧从第一阶段切换至第二阶段时，通过控制送丝装置送进焊丝的送丝速度增大至预设送丝速度，并控制焊接电源输出的焊接电流减小至预设电流值，迫使焊丝与熔池在极短的时间里短路，为后续能立刻切换到第二阶段提供基础。
在一实施例中，所述第一阶段为强电弧阶段，所述第二阶段为弱电弧阶段，所述预设送丝速度、所述第一送丝速度和所述第二送丝速度依次减小，所述第一电流值、所述第二电流值和所述预设电流值依次减小。也就是说，在从强区转到弱区的瞬间，送丝装置立刻输出较大送丝速度(即预设送丝速度)，方向为靠近熔池，焊接电源立刻输出较小的恒流电流(即预设电流值)。当焊接电源检测到短路以后，送丝装置立刻停止送进焊丝，并输出较大送丝速度，方向为远离熔池，即抽回焊丝。通过高精度码盘，实时检测焊丝远离熔池的距离，相当于对弧长进行实时检测，当该距离达到设定值时，送丝装置立刻按照设定的弱区送丝速度和方向(即第二送丝速度)进行送丝。这个操作可以确保进入弱区时的弧长起始值是确定值(即弱弧长初始值)，即，无论强区的电弧处于何种状态，弱区的工作起始值是确定的。
在另一实施例中，所述第一阶段为弱电弧阶段，所述第二阶段为强电弧阶段，所述预设送丝速度、所述第二送丝速度和所述第一送丝速度依次减小，所述第二电流值、所述第一电流值和所述预设电流值依次减小。同理，在从弱区转到强区的瞬间，送丝装置立刻输出较大送丝速度(即预设送丝速度)，方向为靠近熔池，焊接电源立刻输出较小的恒流电流(即预设电流值)。当焊接电源检测到短路以后，送丝装置立刻停止送进焊丝，并输出较大送丝速度，方向为远离熔池，即抽回焊丝。通过高精度码盘，实时检测焊丝远离熔池的距离，相当于对弧长进行实时检测，当该距离达到设定值时，送丝装置立刻按照设定的强区送丝速度和方向(即第二送丝速度)进行送丝。这个操作可以确保进入强区时的弧长起始值是确定值(即强弧长初始值)，即，无论弱区的电弧处于何种状态，强区的工作起始值是确定的。
另外，需要注意的是，上述“弧长检测”的关键是电机的响应能力足够，确保往复运动本身不对熔池造成影响。
请参阅图3，图3是本申请控制器一实施例的框架结构示意图。本实施例中的控制器30应用于包括焊接电源和送丝装置的熔化电极气体保护焊系统。具体地，所述控制器30包括强弱阶段切换控制模块301、电信号采样模块302、短路判断模块303和起始弧长控制模块304。所述强弱阶段切换控制模块301用于当电弧从所述第一阶段切换至所述第二阶段时，控制所述送丝装置增大送进焊丝的速度，并控制所述焊接电源减小焊接电流；所述电信号采样模块302与所述焊接电源连接，用于实时获取所述电弧的电信号信息；所述电信号信息包括电压信号和电流信号；所述短路判断模块303与所述电信号采样模块302连接，用于基于所述电弧的电信号信息，判断所述电弧是否处于短路状态；所述强弱阶段切换控制模块301还用于当所述电弧处于短路状态时，控制所述送丝装置回抽焊丝；所述起始弧长控制模块304与所述强弱阶段切换控制模块301连接，用于实时检测所述焊丝与熔池之间的距离；所述强弱阶段切换控制模块301还用于当所述距离达到所述第二阶段对应的设定距离值时，控制所述送丝装置输出所述第二阶段对应的第二送丝速度，并控制所述焊接电源输出所述第二阶段对应的第二电流值。
在一实施例中，所述强弱阶段切换控制模块301执行当电弧从第一阶段切换至第二阶段时，控制送丝装置增大送进焊丝的速度，并控制焊接电源减小焊接电流的步骤，包括：在所述电弧从所述第一阶段切换至所述第二阶段时，控制所述送丝装置送进焊丝的送丝速度从所述第一阶段对应的第一送丝速度增大至预设送丝速度，并控制所述焊接电源输出的焊接电流从所述第一阶段对应的第一电流值减小至预设电流值。
在一实施例中，所述第一阶段为强电弧阶段，所述第二阶段为弱电弧阶段，所述预设送丝速度、所述第一送丝速度和所述第二送丝速度依次减小，所述第一电流值、所述第二电流值和所述预设电流值依次减小。
在另一实施例中，所述第一阶段为弱电弧阶段，所述第二阶段为强电弧阶段，所述预设送丝速度、所述第二送丝速度和所述第一送丝速度依次减小，所述第二电流值、所述第一电流值和所述预设电流值依次减小。
在一应用场景中，请结合图5，在熔化电极气体保护焊系统50中，焊接电源500的输出端串联斩波吸收模块508，为电弧502提供能量，焊接电源500与斩波吸收模块508的组合应有能力至少实现500安培电流输出，以适应大部分气体保护焊应用场合，同时也应有能力在100微秒以内将电流从当前值减小为设定值，以避免熔滴缩颈过渡时的电爆炸；焊接电源500与斩波吸收模块508的组合从宏观上看工作于恒压模式或准恒压模式，即该组合的输出平均电压接近恒定；该组合应能够通过采样的电弧502的电信号信息预判熔滴过渡的熔滴缩颈阶段，以能够通过斩波吸收模块508实现熔滴缩颈控制。送丝装置506包括由焊丝储存组件5060、后级送丝组件5061、焊丝缓冲组件5062以及前级送丝组件5063组成的送丝回路，送丝装置506可以实现0.8米/分钟～18米/分钟范围内的稳定送丝，以适应绝大多数气体保护焊应用场合；送丝装置506的电机控制部分采用可实现70赫兹以上往复运动的伺服电机及其驱动。另外，通过通用的送气装置504提供保护气体。前述的三个物理量在焊枪505处汇集，并通过焊枪505内部的导电嘴形成电弧502。
请结合图3和图5，控制器30可以包括数字信号处理器(DSP)，DSP通过强、弱切换控制逻辑，控制强、弱切换的时序。例如，当从强区切换到弱区时，强弱阶段切换控制模块301首先输出较大的正向送丝速度给定，迫使焊丝与熔池短路，然后DSP通过电信号采样模块302采样电弧的电信号信息，以实时检测短路是否发生；当通过短路判断模块303判断短路成功后，短路判断模块303将信息发送给强弱阶段切换控制模块301，用以切换到下一状态机，强弱阶段切换控制模块301根据当前状态机，输出反向送丝速度给定和弧长给定；当通过起始弧长控制模块304检测到实际弧长达到弧长给定后，起始弧长控制模块304将信号传递给强弱阶段切换控制模块301，用以切换到下一状态机；而电源驱动模块305和电机驱动模块306，通过强弱阶段切换控制模块301发送的实时给定信息，以及各自的采样模块(即电信号采样模块302和电机速度采样模块307)得到的反馈信息，通过各自特定的控制算法，输出硬件底层的调节量，以使送丝速度和焊接电流达到弱电弧阶段对应送丝速度和电流值。在本申请的方案下，当电弧502从第一阶段切换至第二阶段时，通过控制送丝装置506增大送进焊丝501的速度、并控制焊接电源500减小焊接电流，然后实时获取电弧502的电信号信息，并基于电弧502的电信号信息，判断电弧502是否处于短路状态，当电弧502处于短路状态时，控制送丝装置506回抽焊丝501，并实时检测焊丝501与熔池之间的距离，当距离达到第二阶段对应的设定距离值时，可以控制送丝装置506输出第二阶段对应的第二送丝速度，并控制焊接电源500输出第二阶段对应的第二电流值，实现在从强到弱、或从弱到强转换的过程瞬间来调整电弧弧长，由于在焊丝501与熔池之间的距离达到第二阶段对应的设定距离值时，控制送丝装置506输出第二阶段对应的第二送丝速度、并控制焊接电源500输出第二阶段对应的第二电流值，确保了在进入第二阶段瞬间，电弧502的起始状态不受前面第一阶段的过程状态响应，而是处于一个确定的值，即使电弧502的响应能力不足，也能够稳定进行焊接，从而可以提升鱼鳞纹焊接效果，改善焊接成型；并且电弧弧长重新调整的过程十分短暂，不会对焊接过程造成影响；另外，整个焊接过程处于维弧状态，不存在因为熄弧造成的再次引弧困难、继而影响焊接稳定性以及飞溅增加的问题。
请参阅图4，图4是本申请控制器另一实施例的框架结构示意图。本实施例中的控制器40包括相互连接的处理器401以及存储器402；其中，所述存储器402存储有程序指令，所述处理器401从所述存储器402调取所述程序指令以执行上述任一熔化电极气体保护焊系统的控制方法实施例的步骤。
具体而言，处理器401用于控制其自身以及存储器402以实现上述任一熔化电极气体保护焊系统的控制方法实施例的步骤。处理器401还可以称为CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)。处理器401可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器401还可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。另外，处理器401可以由集成电路芯片共同实现。
关于本申请处理器401实现熔化电极气体保护焊系统的控制方法的具体内容请参阅上述熔化电极气体保护焊系统的控制方法实施例中的内容，此处不再赘述。
请参阅图5，图5是本申请熔化电极气体保护焊系统的框架结构示意图。本实施例中的熔化电极气体保护焊系统50包括焊接电源500、送丝装置506和控制器507，所述控制器507分别与所述焊接电源500和所述送丝装置506连接，所述控制器507为上述任意实施例中的控制器30或控制器40。
请参阅图6，图6是本申请计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。本申请计算机可读存储介质60，其上存储有程序指令600，程序指令600被处理器执行时实现上述任一熔化电极气体保护焊系统的控制方法实施例中的步骤。
该计算机可读存储介质60具体可以为U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等可以存储程序指令600的介质，或者也可以为存储有该程序指令600的服务器，该服务器可将存储的程序指令600发送给其他设备运行，或者也可以自运行该存储的程序指令600。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、设备和装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备和装置实施方式仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (11)
1.一种熔化电极气体保护焊系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
当电弧从第一阶段切换至第二阶段时，控制送丝装置增大送进焊丝的速度，并控制焊接电源减小焊接电流；
实时获取所述电弧的电信号信息，并基于所述电弧的电信号信息，判断所述电弧是否处于短路状态；所述电信号信息包括电压信号和电流信号；
当所述电弧处于短路状态时，控制所述送丝装置回抽焊丝，并实时检测所述焊丝与熔池之间的距离；
当所述距离达到所述第二阶段对应的设定距离值时，控制所述送丝装置输出所述第二阶段对应的第二送丝速度，并控制所述焊接电源输出所述第二阶段对应的第二电流值。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述当电弧从第一阶段切换至第二阶段时，控制送丝装置增大送进焊丝的速度，并控制焊接电源减小焊接电流，包括：
在所述电弧从所述第一阶段切换至所述第二阶段时，控制所述送丝装置送进焊丝的送丝速度从所述第一阶段对应的第一送丝速度增大至预设送丝速度，并控制所述焊接电源输出的焊接电流从所述第一阶段对应的第一电流值减小至预设电流值。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述第一阶段为强电弧阶段，所述第二阶段为弱电弧阶段，所述预设送丝速度、所述第一送丝速度和所述第二送丝速度依次减小，所述第一电流值、所述第二电流值和所述预设电流值依次减小。
4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述第一阶段为弱电弧阶段，所述第二阶段为强电弧阶段，所述预设送丝速度、所述第二送丝速度和所述第一送丝速度依次减小，所述第二电流值、所述第一电流值和所述预设电流值依次减小。
5.一种控制器，其特征在于，应用于包括焊接电源和送丝装置的熔化电极气体保护焊系统，所述控制器包括：
强弱阶段切换控制模块，所述强弱阶段切换控制模块用于当电弧从所述第一阶段切换至所述第二阶段时，控制所述送丝装置增大送进焊丝的速度，并控制所述焊接电源减小焊接电流；
电信号采样模块，所述电信号采样模块与所述焊接电源连接，用于实时获取所述电弧的电信号信息；所述电信号信息包括电压信号和电流信号；
短路判断模块，所述短路判断模块与所述电信号采样模块连接，用于基于所述电弧的电信号信息，判断所述电弧是否处于短路状态；
所述强弱阶段切换控制模块还用于当所述电弧处于短路状态时，控制所述送丝装置回抽焊丝；
起始弧长控制模块，所述起始弧长控制模块与所述强弱阶段切换控制模块连接，用于实时检测所述焊丝与熔池之间的距离；
所述强弱阶段切换控制模块还用于当所述距离达到所述第二阶段对应的设定距离值时，控制所述送丝装置输出所述第二阶段对应的第二送丝速度，并控制所述焊接电源输出所述第二阶段对应的第二电流值。
6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述强弱阶段切换控制模块执行当电弧从第一阶段切换至第二阶段时，控制送丝装置增大送进焊丝的速度，并控制焊接电源减小焊接电流的步骤，包括：在所述电弧从所述第一阶段切换至所述第二阶段时，控制所述送丝装置送进焊丝的送丝速度从所述第一阶段对应的第一送丝速度增大至预设送丝速度，并控制所述焊接电源输出的焊接电流从所述第一阶段对应的第一电流值减小至预设电流值。
7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述第一阶段为强电弧阶段，所述第二阶段为弱电弧阶段，所述预设送丝速度、所述第一送丝速度和所述第二送丝速度依次减小，所述第一电流值、所述第二电流值和所述预设电流值依次减小。
8.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述第一阶段为弱电弧阶段，所述第二阶段为强电弧阶段，所述预设送丝速度、所述第二送丝速度和所述第一送丝速度依次减小，所述第二电流值、所述第一电流值和所述预设电流值依次减小。
9.一种控制器，其特征在于，包括相互连接的处理器以及存储器；其中，所述存储器存储有程序指令，所述处理器从所述存储器调取所述程序指令以执行如权利要求1-4任一项所述的熔化电极气体保护焊系统的控制方法。
10.一种熔化电极气体保护焊系统，其特征在于，所述熔化电极气体保护焊系统包括焊接电源、送丝装置和控制器，所述控制器分别与所述焊接电源和所述送丝装置连接，所述控制器为权利要求5-8或权利要求9任一项所述的控制器。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的熔化电极气体保护焊系统的控制方法。
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| CN202211739086.0A CN116117279A (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 熔化电极气体保护焊系统及其控制方法、控制器、介质 |
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