CN1846922A

CN1846922A - 脉冲焊接的系统和方法

Info

Publication number: CN1846922A
Application number: CNA2006100674368A
Authority: CN
Inventors: 埃利奥特·K.·斯塔瓦; 鲁塞尔·K.·迈尔斯
Original assignee: Lincoln Global Inc
Current assignee: Lincoln Global Inc
Priority date: 2005-04-11
Filing date: 2006-03-27
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2026-03-27
Also published as: EP1712320A3; US7271365B2; US20060226131A1; CN100592954C; CA2533709A1; AU2006201417B2; EP1712320A2; CA2533709C; AU2006201417A1

Abstract

提供一种脉冲焊接的系统和方法，其中在一系列的脉冲焊接周期中提供焊接信号给焊条，确定在每个周期施加给该焊条的能量的数量并且至少部分地基于该周期中施加的能量提供脉冲以开始每个周期的传送条件。

Description

脉冲焊接的系统和方法

技术领域

概括地讲本发明涉及焊接领域，特别是涉及脉冲焊接的方法和系统。

背景技术

电弧焊接是运用电弧以在工件上提供熔化金属池或熔潭中的填充材料焊接金属的工艺。已经开发了不同的电弧焊接方法，其中自耗焊丝或焊条材料被熔化并传送到工件上。许多电弧焊接工艺，如金属惰性气体(MIG)技术在焊接电弧周围采用遮蔽气体来抑制熔化金属的氧化或氮化作用。也可以使用非惰性遮蔽气体如CO₂，因此这些工艺有时统称为气体金属电弧焊接(GMAW)。其他电弧遮蔽工艺类似地提供蒸汽或熔渣的保护遮蔽来覆盖电弧和熔化焊接熔池。在MIG焊接的情况下，熔化金属可以通过几个机制或工艺从自耗焊丝或焊条传送到工件上，包括短路焊接，喷射电弧焊接和脉冲焊接。短路焊接技术包括在每个焊接周期的一部分的期间熔化金属电气连接焊条和焊接熔池二者，其中熔化材料在与焊条分离前接触(即电气短接到)工件或其焊接熔池。这种焊接有破坏焊接熔池的飞溅和未焊缝(cold lapping)的倾向，此时在焊接熔潭中没有足够能量来使填充材料正确熔合到该工件。另外，与脉冲或喷射焊接相比，短路焊接技术有低熔敷率的缺点。无接触或无短路焊接方法包括熔化金属通过电磁力从焊条未端跨越焊弧传送到工件，其中焊条理想地从未与工件发生电气接触(无短路状态)。无短路焊接包括所谓的喷射电弧或脉冲焊接工艺。喷射电弧焊接是一个相对高能量的工艺，其中小熔滴从焊条推进到工件，典型地采用恒定电压(CV)产生足够的电流来以每秒几百滴的速率提供焊条分离的恒定金属流。这个技术展示了相当高热量输入，并且仅在一个有限范围的焊接部位是有用的。喷射焊接也易于烧穿薄的工件材料。

脉冲焊接提供电弧焊接可供选择的无接触工艺，它利用较低热量在工件上产生较小的流动的金属熔潭。这有助于不适当部位的焊接并改善焊接工艺的不同的机械状态，而没有短路焊接的高飞溅问题，也没有在喷射焊接中出现的烧穿危险，特别对于薄的工件。脉冲焊接是由施加在焊条上的电信号高速操作来执行的，并设计成无飞溅的工艺，在比喷射或熔滴传送法更低的热量输入下工作。通常地，脉冲MIG工艺包括在每一个焊接周期顺序中，在焊条末端形成一滴熔化金属(熔化条件)，然后使用电传送脉冲(传送条件)传送熔化材料，该滴的传送通过电弧发生，每个脉冲一滴，而不将焊条与工件短路。与恒压焊接工艺不同，脉冲焊接在每个焊接周期中使用高能脉冲来启动传送条件，然后焊接电流下降到本底电流电平开始熔化焊条末端以形成下一个熔化金属球。在这点上，脉冲焊接在每个熔球传送到工件后可使工件冷却，因此脉冲焊接比喷射焊接更不易烧穿薄的材料。而且，脉冲焊接不会象短路焊接的情况那样遇受飞溅问题或未焊缝。随着焊条的改进，脉冲焊接工艺直接通过焊弧传送小熔滴，每个脉冲期间是一滴。

理想地，通过本底电流加热焊条在焊条末端形成熔化的金属滴或球，然后由无短路的高电流脉冲将该熔化金属滴或球通过电弧转移到工件上。通过电收缩(pinch)作用该脉冲更适宜使熔化金属从焊条上分离，在此之后，熔化金属团或滴通过电弧被推到工件的焊接熔池。在这点上，用于分离和推动熔化金属到工件上的电流脉冲的能量是整个脉冲焊接工艺的重要参数。施加在熔滴上、使熔滴收缩并从焊条上分离的电收缩作用大致与在电流脉冲期间的施加电流成比例，并且，在每一点上，在熔滴分离期间更高的脉冲电流导致更快地向工件传送，从而导致更好的焊接过程。然而，电弧电流也在工件的焊接熔池上施加磁力，推动熔潭向下远离焊条末端，其中这个向下的力可向外推动熔化金属并在焊条下方导致熔潭凹陷(depresion)。对于高脉冲电流电平这种凹陷和相关的电磁力可导致焊接熔潭极端摇动，特别是当焊接金属铝或具有低比重的其它材料时候，导致焊珠外观差，并且金属过度渗透到工件中。

因此，需要定制球分离脉冲以便精确地控制收缩作用，同时减小熔潭摇动，其中理想地设置电流脉冲的幅度和形状来提供熔潭摇动最小的平稳金属传送。当然，这是一个折衷，其中不包含足够能量的脉冲可导致短路情况和相关的飞溅问题。特别地，相对弱的脉冲可能在小球接合熔潭之前熔化金属不会完全从焊条剩余部分分离，导致大量的飞溅。因此，电流脉冲必需具有一定的最小的能量，允许给定量的熔化金属有效的传送以避免短路情况。但是，如果电流脉冲中的能量过大，就会发生严重的熔潭摇动。由于这个内在折衷，电流脉冲的长度通常被延长，以保证小球在没有短路的情况下传送，同时允许一定量的熔潭摇动和/或多余的工件加热。然而，这种为避免短路情况的过度补偿不是普遍可以接受的，特别是对更易受影响的工艺，如很薄的工件。而且，对于给定的焊丝大小、化学性质、遮蔽气体混合物和焊丝进给速度，焊接脉冲参数可能需要定制以最小的电弧长度和飞溅条产生稳定的电弧。非最佳焊条电流波形导致过度飞溅或过长的电弧长度，其中长电弧可导致污染的焊接并减缓整个焊接进行速度。

除了生成脉冲幅度和宽度外，对于有效脉冲焊接工艺，本底电流和熔化条件的持续时间可能需要调整。例如，本底电流电平一般影响供给工件的总热量并且控制在焊条末端的熔化球的形成。另外，一部分脉冲能量也可以在球分离之前作用于熔化焊条材料。焊条加热包括利用电流从送丝装置电连接(支架)流过焊丝到焊丝末端的电阻加热，以及在随有效电弧电流变化的焊丝末端的阳极加热，其中阳极加热在每个焊接周期中一般产生熔化能量的主要部分。在这点上，随着伸展或伸出长度(如，从支架到焊条末端的距离)的增加，每个周期加热的大部分是利用电流流过焊丝产生的电阻加热。相反地，随着伸出长度的减小，更少的加热是由焊丝的电阻加热的。至于传送的材料尺寸的变化，如果在传送条件开始时熔球太小，当收缩力试图分离熔滴时，脉冲电流可能导致熔球被“伸展”或拉伸，在此情况下，熔球的底部可能接触焊接熔潭(短路)，导致飞溅。相反地，如果形成的熔球较大，脉冲电流将趋向于分离熔滴，而不“伸展”熔团。因此，对于给定的焊接工艺，最好选择或调整脉冲形状以及本底熔化电流的电平和持续时间，从而仅仅最小量的脉冲能量有助于附加的焊条加热，其中脉冲电流波形本质上仅作为分离熔滴的手段。但是，如果施加高电流脉冲时每个焊接周期的熔化金属球的体积是可重复的并且是一致的，这种情况才可达到。在常规的脉冲焊接工艺中，焊接波形(如本底电流和高电流传送脉冲)在一系列的焊接周期中是无变化重复的，其中最好选择固定的波形达到在每个周期中合适的熔球大小、电弧长度和传送特性，以提供良好的性能和焊接质量。然而，由于条件、材料、温度等随着时间或从一个工件到下一个工件的变化，工艺的变化是不可避免的。因此，需要改进的脉冲焊接方法和系统，通过它们对于给定的传送脉冲和本底电流焊接波形，在没有短路状态并且没有焊接熔池污染或熔潭摇动的情况下，可实现可重复的高速度和高沉积率的脉冲焊接操作。

发明内容

现在说明本发明的一个或多个方面的概要，以便帮助对它的基本的理解，其中这个概要不是本发明的广泛概况，并且不是试图鉴别本发明的一些要素，也不是试图描绘本发明的范围。相反地，本概要的主要目的是在下文更详细的说明之前以简单的形式说明本发明的一些概念。本发明涉及脉冲焊接的装置和方法，其中根据施加在焊条上能量的大小控制熔化金属传送的开始。采用本发明可使脉冲焊接更容易，其中熔化材料的大小(如体积)在传送脉冲初始一般是一致的，所以可以定制脉冲波形以产生良好的传送特性，几乎没有来自加在焊条加热上的传送脉冲的能量。而且，基于施加的能量的脉冲的开始允许以最少或接近最少能量传送脉冲来取得可重复的无短路球传送且无过度的脉冲加热，其中脉冲主要是用于传送熔球(如，从焊条上分开或分离熔化材料)。因此，在每个焊接周期期间选定的恒量的能量施加在焊丝上，用于焊丝的加热，其中当施加与电弧电流和电压波动或其它过程变化无关的预定量的能量时，焊接电源或与其相关的控制器起动传送脉冲。该施加的能量可与在焊条末端的熔化材料的体积关联，所以传送熔球的大小实质上每个周期都是相同的。这个可预测的熔球大小又允许定制传送脉冲的大小和形状以正确地分离熔球，而无拉伸、无短路和无脉冲能量大量用于焊条加热，由此可预测体积的熔化金属可在每个焊接周期可重复地传送。

根据本发明的一个方面，提供在脉冲焊接工艺中用于焊接工件的脉冲焊接系统，其中熔球在每个焊接周期通过按照施加给焊条的能量起动的脉冲来传送。该系统包括送丝装置，引导焊丝或焊条移向工件，以及在多个脉冲焊接周期中提供焊接信号给焊条的电源，其中每个周期包括熔化条件和传送条件，其中熔化金属在其接触工件前从焊条末端分离(例如，无短路)。在本发明的这个方面，电源提供脉冲以至少部分地根据在焊接周期中施加给焊条能量的数量起动传送条件。

该系统可在任何类型的脉冲焊接工艺中使用，包括潜弧焊(SAW)，金属隋性气体(MIG)焊接，金属活性气体(MAG)焊接等，其中熔化金属在其接触工件前从焊条末端分离。而且，本发明对于使用任何类型的焊丝或焊条的焊接都是有效的，包括但不限于实心焊条和具有内芯及外部护套的有心焊条(如焊剂芯焊条)。另外，该脉冲焊接工艺可在任何类型的工件材料上进行，诸如金属和合金，例如铝、钢等。

电源可以包含或连接的控制器，基于施加的能量提供控制输入信号，该电源根据该信号提供焊接信号以生成具有熔化条件和传送条件的一连串脉串焊接周期。在一个实施例中，当在焊接周期中施加给焊条的能量达到预定能量值时，控制器提供控制输入信号。控制器可包含一个能量测量系统，它接收代表焊接信号电流和电压的信号，并且它随着时间积分电流和电压的乘积，以判定或计算在整个或部分周期中施加的能量。将合计的施加能量与参考值比较，并且当总施加能量值达到参考值时起动该传送脉冲，由此按照施加的能量开始脉冲。能量确定也可以考虑施加的能量和熔化材料体积之间的不同的相关性，例如，对于交流脉冲焊接波形的正和负部分，电流-电压乘积以不同比例因数或常数换算(scaled)，由此总的确定能量反映了熔化材料的体积，并且当得到一定的球大小时起动该脉冲。

本发明的另一方面涉及用于提供控制输入信号给脉冲焊接电源的一个控制系统或控制器。该控制系统包含一个能量测量系统，用于测量在每个焊接周期中施加在焊条上的能量。当在该焊接周期中施加在焊条的能量达到预定能量值时，该控制系统提供该控制输入信号，从而在焊接信号中提供的脉冲起动每个焊接周期的传送条件。

根据本发明的又另一方面，提供用于焊接工件的一个方法。该方法包括在一连串的脉冲焊接周期中提供焊接信号给焊条，每个焊接周期包括熔化条件和一个无短路条件的传送条件。该方法进一步包括确定在每个焊接周期中施加给焊条的能量并且至少部分地根据在焊接周期中施加给焊条能量值提供脉冲来起动传送条件。在一个实施例中，当施加的能量达到预定能量值时，提供脉冲来起动传送条件。施加的能量可使用任何适合的技术进行确定，诸如通过积分在每个周期期间焊接电压和焊接电流的瞬时乘积。该焊接信号在熔化条件期间可包含交流电流，具有正电弧部分和一个负电弧部分，以及能量确定，该能量确定包括积分在正电弧部分期间的焊接电压、焊接电流和第一常数的瞬时乘积，以及积分在负电弧部分期间的焊接电压、焊接电流和第二常数的瞬时乘积，其中在优选的实施例中第二常数大约是第一常数的二倍。

附图说明

下面的说明和附图详细地阐明本发明的某些例证性的实施例，它们表明可执行本发明的原理的几个示例方式。本发明的其它目的、优点和新颖特征从结合附图考虑的本发明的下面的详细说明中将变得清楚了，其中：

图1是表示可执行本发明的一个或多个方面的示范的脉冲焊接系统的示意图。

图2和图3是表示常规的直流和交流脉冲焊接波形图，包括固定时长的焊接周期序列。

图4是说明根据本发明的脉冲焊接系统的部分示意图，它有一个电源和具有能量测量系统的控制器。

图5是说明配置用于直流脉冲焊接的图4的焊接机中的能量测量系统的细节的示意图。

图6是根据本发明的图4和图5的焊接机中实施能量控制的示范的直流脉冲焊接波形图。

图7A-7F是说明在图4和图5的焊接机中焊条末端的熔化金属球的形成和最终分离的部分侧视图。

图7G是沿着图7A的线7G-7G的断面的部分平面视图，显示在图4和图5中的焊接机中的实心焊条E。

图7H是沿着图7A的线7G-7G的断面的部分平面视图，显示在图4和图5的焊接机中可选择的使用的焊剂芯焊条，它具有粒状焊剂和合金材料的芯和外部护套。

图8是根据本发明的另一方面的脉冲焊接系统中的一个示范的直流脉冲焊接方法的流程图。

图9是说明在配置用于交流脉冲焊接的图4的焊接机中的能量测量系统的另一个实施例的示意图。

图10是显示根据本发明在图4和图5的焊接机中实施能量控制的示范的交流脉冲焊接波形的图；和

图11是说明根据本发明在脉冲焊接系统中的示范的交流脉冲焊接方法的流程图。

具体实施方式

本发明的一个或多个实施例或实施在下文中结合附图进行说明，其中相同的标记用来指示相同的部件，并且其中所示的结构和波形不一定按比例绘制。本发明涉及脉冲焊接的方法和装置，并且基于每个脉冲焊接周期施加在焊条的能量提供传送或释放脉冲的被控起动。在这点上，本发明是针对脉冲焊接工艺和设备，其中焊接电源在一连串的焊接周期中施加焊接信号给自耗焊接焊条上，每个周期具有熔化条件，在该期间作为来自电源的焊接电流的结果，熔化金属形成在焊条的末端，和一个传送条件，其中焊接信号中的高电流脉冲导致熔化金属在接触工件或它的焊接熔池之前从焊条上分离(例如焊条和工件无短路)。本发明可在直流脉冲焊接机以及交流脉冲焊接应用中实现，并且一般可适用于任何类型或形式的焊接设备以及任何脉冲焊接操作。

首先参照图1，说明一个脉冲焊接系统或脉冲焊接机10，用于执行脉冲焊接工艺或在工件W上的操作WP，其中本发明的一个或多个不同方面可在示范的焊接机10或其它脉冲焊接系统中实现。焊接机10可执行任何脉冲焊接工艺，如潜弧焊(SAW)、金属隋性气体(MIG)焊接、金属活性气体(MAG)焊接等，其中在熔化金属接触工件之前该熔化金属从焊条末端分离(例如，在稳定状态操作中焊条和工件之间无短路)。而且，脉冲焊接工艺WP可在任何类型的工件材料上执行，如金属和合金，例如铝、钢等。

焊接机10包含一个电源20和一个送丝装置12，该送丝装置工作以便通过卷轴16的操作引导自耗焊丝或焊条E从卷盘14移向工件W，一个或多个卷盘由马达M驱动。可以使用任何类型的焊丝或焊条E，诸如实心丝焊条，具有内芯和外部护套的含心焊条(如焊剂芯焊条)等，如在下面对于图7A-7H的更详细地图示和说明的。焊条E通过送丝装置12的一个电气触点18，触点18与电源20的一个输出端20a连接，其中工件W连接到第二个电源输出端20b和地。电源20提供输出焊接信号，它在多个焊接周期中根据在下面叙述的脉冲焊接波形生成通过焊条E和工件W的焊接电流，其中本底电流在每个周期的熔化或加热条件期间加热焊条E，而在每个周期的传送条件期间高电流脉冲用来从焊条E上分离熔化金属而无短路。

简要地参照图2和图3，常规的脉冲焊接技术一般易受工艺变动的影响，导致间歇短路和如上面所述的其它问题。图2阐明显示通常具有相等的持续时间或周期长度54的焊接周期序列的直流脉冲焊接电流波形52的图50，其中每个周期包含传送脉冲56，其中提供时间56a的相对高的脉冲电流I_p，并且提供在每个周期的熔化条件期间的固定时间58的较低的本底电流电平I_B。在过去，，脉冲持续时间56a是固定的，并且到达熔化条件的长度58以调整直流脉冲焊接操作的热量。图3提供显示交流脉冲焊接电流波形62的图60，它也有固定周期长度64。如图60中所示的，每个交流脉冲焊接周期包含在正电流电平I_p的持续时间66a的传送脉冲66，以及交流加热条件，在此加热状态期间电流起初是在时间68a的正的本底电流电平I_B+。然后加热电流下降到时间68b的负的本底电流电平I_B-，最后在下一个传送脉冲66之前回到时间68c的正电平。如上所述，固定周期长度54和64以及在该传送中的固定电流电平和焊接周期的熔化部分导致常规的脉冲焊接系统易于加工偏差，导致每个周期中传送熔化金属球的尺寸的不希望的偏差、间歇短路、飞溅、焊接熔潭摇动和/或其它不利结果。

现在参照图4-7，说明示范的焊接系统110，用于执行脉冲焊接工艺或在工件W上的操作WP，其中，依照本发明，传送球尺寸一致性是员根据施加在焊接焊条E上的能量的数量选择地启动每个脉冲焊接周期的传送条件来控制的。为了达到熔化焊条材料的一致的体积而与电弧电流和电压波动无关，示范的焊接机110使用能量确定来总计在每个周期中施加的能量，并且当总施加的能量达到预定阈值启动该传送脉冲。而且，该施加的能量可与在焊条E末端形成的熔化金属的体积关联，其中示范的焊接机110能够进一步适合于考虑当进行交流脉冲焊接时对于不同施加电流的极性的不同体积的熔化速率。焊接系统110首先在直流脉冲焊接(图4-8)的内容中加以说明和描述，其后在交流脉冲焊接应用(图9-11)中示出。

图4中表示示范的脉冲焊接机110为在单个机架110a中的组合电源120和控制器130，以及分开安置的送丝装置112，虽然其它的实施例在本发明的范围内是可能的，其中送丝装置112和电源120装在单个外壳中(未示出)。送丝装置112从一个供给卷盘或卷筒114拉焊丝E，并且通过卷轴116和一个相应的驱动马达M引导焊条E移向工件W，其中前进的焊丝E与一个或多个触点118电连接，以接收来自电源120的焊接信号，所以通过焊条E建立焊接电流以便生成在在焊条E和工件W之间的焊接电弧(如在下面的图7A-7F中所示的焊接电弧A)。送丝装置112的触点118与电源120的第一输出端120a连接，并且第二电源输出端120b与工件W和地连接。在本发明的范围中任何合适的送丝系统或装置112可以用来引导焊条E移向工件W。系统110进一步包含一个电压传感器122，它提供检测的电压信号Va给控制器130来指示检测的焊接电压(如电弧电压)，和在返回路径中的电流传感器124(如分流器)，用于检测提供给焊条E的焊接电流(如电弧电流)，并提供检测电流信号Ia给控制器130，其中在本发明范围中，任何合适的传感器、分流器或其它装置可以用于检测焊接电压和电流，以便确定在一个脉冲焊接周期中施加的能量。

电源120可以是为脉冲焊接工件W提供焊接信号形式的电力给焊条E的任何设备，诸如由俄亥俄州The Lincoln Electric Company of Cleveland公司出售的Lincoln Power Wave 455和其它Power Wave电源，其中所示电源120在线L1-L3上从外部电源(未示出)接收单相或多相交流输入电力，并包含第一和第二输出端120a和120b，以及用来接收来自于控制器130的控制输入信号130a的控制输入端120c。在操作中，电源120提供输出焊接信号，它根据控制信号130a在多个焊接周期中产生通过焊条E和工件W的焊接电流和生成它们之间电弧A，其中控制器130可以与电源120分离或安装在其内部，并且它可以是任何适当的硬件、软件或其组合。控制器130包含一个能量测量系统132，它操作以便分别基于检测的电流和电压信号Ia和Va确定在每个脉冲焊接周期中施加给焊条E的能量，并且还包含一个波形控制系统134，它根据脉冲焊接波形提供控制信号130a。而且，根据本发明的一个方面，提供控制输入信号130a，使得至少部分地基于总的施加能量在焊接信号中提供传送脉冲，来触发每个焊接周期的传送条件。

图5中示出一种直流脉冲焊接工艺WP的示范的能量测量系统132，其中乘法器132a接收电流和电压传感器信号Ia和Va并且提供输出(如功率信号)给积分器132b。积分器132b积分或合计来自波形控制系统134、在时间T期间的功率产物(power product)，并且向比较器132c提供合计的能量输出。比较器132c比较在给定焊接周期期间的总能量和参考值REF，参考值REF可以是任何预定值，并且向波形控制系统134提供比较器输出信号或其状态转移。这样配置的、示范的能量测量系统132提供比较器输出以表示在每个焊接周期中的时间，在该时间施加在焊条E的总能量达到参考值REF。虽然图4和5中的实施例是以电路结构形式来说明的，但是本发明的原理也能在其它硬件、软件或组合的硬件/软件设备中采用，例如，其中能量确定可以在波形发生器134中基于检测的或预测的电流和电压条件进行计算，以确定何时已在焊条E末端形成适当体积的熔化焊条。在这点上，当预定量X的能量(焦耳)已传送给焊条E时，直流脉冲焊接能量确定可按照下面等式(1)进行：

(1)X＝Va*Ia*T，

其中当合计的施加能量大于或等于X预选值(图5中的REF)时，控制器130根据比较器输出中的转变自动地生成信号130a，使得电源120提供夹断(pinch)电流脉冲来起动焊接周期的传送条件。

再参照图6和图7A-7F，本发明人发现，施加给焊条E的能量可与在给定周期中在焊条末端已熔化的熔化材料的量或体积关联，并且比较器输出可用于可控制地起动相应的传送电流脉冲，由此熔滴或球的大小每个周期都是均匀的。这个新颖的脉冲焊接能量控制有助于避免或减轻上概述的短路条件和相关的飞溅问题，并且也有助于减轻由多余电弧力引起的焊池污染或熔潭摇动，从而也许脉冲焊接工艺WP通过选择给定的焊条材料类型、线焊接速度、沉积率、热量控制要求和/或其它相关工艺变量的预定阈值REF来最优化。

图6提供说明在系统110的直流脉冲焊接操作中使用本发明的能量控制概念的一个示范的电弧电流波形152的图150，其中每个焊接周期154包含具有持续时间156a、电平I_p的电流脉冲156的传送条件和具有在本底电流电平I_B、受控的可变持续时间ΔT的加热或熔化条件，其中每个周期154的持续时间根据施加的焊条能量确定是可变化的。在这点上注意，如图6所示那样，154周期可定义为以脉冲条件开始，或可选择地定义为以该脉冲条件结束，或可选择任何的任意点作为一个周期的起点，其中本发明设想脉冲焊接周期的任何定义，其中存在传送条件和熔化条件且无短路。

参照图6和7A，图150表示示范的直流脉冲焊接周期154，焊条电流152在时间T1从本底电流电平I_B变化到较高脉冲电平I_p，以开始具有传送条件的周期154。图6中的脉冲持续时间156a从时间T1到一个时间T3保持脉冲电流I_p，该持续时间可以是固定时间，定制给给定的焊接操作WP、工件加热相关因素或其它考虑。本发明的一个特别的优点在于：由于当一般可预计的固定大小的熔球B准备传送时脉冲156开始，所以脉冲156可设为最小持续时间或宽度156a，从而保证球成功地推进而无过多脉冲加热，其中球B在T1和T3之间的某个中间时间T2喷出(如，本发明的球大小均匀的优点允许时间T3紧接在T2之后)。图7A说明焊条E和在时间T2与T3之间移出的熔化金属球B，其中球B通过电弧A而不短路焊条E传送到工件W或其熔化金属焊池。能量合计是在周期154期间的任何适当时间开始，例如在T1，虽然在本发明范围内也可在其它时间开始施加能量的计算。在本发明的一个优选的实施例中，电流Ia在时间T3从脉冲电平I_p下降到本底电流电平I_B，时间T3在T2之后相对不久。在这点上，在时间T2和T3之间的图6中的脉冲156的阴影部分可在某种程度上帮助在时间T3随后形成的球B的熔化，如图7B所示的，其中使用本发明可以最小化这种脉冲加热的量，从而在每个周期154中脉冲156操作主要用于移出熔球B。

如图6和7C-7E进一步说明的，本底电流电平I_B在时间T3以后整个加热条件中是持续的，同时控制器130(例如，及其能量测量系统132)积分焊接电流Ia和焊接电压Va的瞬时乘积，并且连续地检查在电流周期154中的总的施加能量是否已达到预选的值REF(上面的图5)。因此这个熔化或加热条件操作在图150中的时间T4、T5和T6是连续的，分别对应于图7C，7D和7E，本底电流电平I_B加热焊条E以向在焊条末端的熔化材料B提供更多的焊条材料，可以选择本底电流电平I_B以促进由电弧A或其它考虑引起的工件加热的控制。而且，在焊接信号中施加的电流和电压不需要是恒定的，因为不管这样的信号变化该能量合计保证球大小均匀。而且，根据本发明，基于能量测量(例如，当总的施加能量达到相应于期望的球体积的预定值时)，在时间T7(图7F)结束该加热时间ΔT并且施加下一个脉冲156，由此每个焊接周期154的持续时间可一个周期一个周期地变化，以实现球大小均匀。一旦下个周期154已开始，能量确定设备或软件被复位或重新起动，并且能量测量系统132开始合计下一个周期154的瞬时功率。这样，调节焊接工艺WP(图4)来抵消工艺波动，由此即使电弧电压Va和/或电流Ia变化，该控制将适当地调整熔化或加热时间ΔT以得到期望的能量(焦耳X)，并且因此得到期望的传送球B的大小。

如图7A，7G和7H所示，本发明的多个方面可以使用任何类型的焊丝或焊条E来实施。图7G描绘沿图7A中的线7G-7G的断面图，显示在图4和图5的焊接机中的实心焊条E。图7H显示另一个可能的实施例，其中焊条是焊剂芯焊条，它具有有粒状焊剂及合金材料的芯E1和在芯E1周围形成的外护套E2。

图8说明根据本发明使用直流脉冲焊接周期序列焊接工件的一个示范的方法200。虽然该示范的工艺或方法200和本发明的其它方法在下面作为一系列动作或事件来说明和描述，但很清楚本发明不局限于说明的这些动作或事件的次序。例如，根据本发明，一些动作可能以不同次序发生和/或者同时与除这里说明和/或描述之外的其它动作或事件一起发生。另外，可能不要求所有说明的步骤实施根据本发明的方法。而且，本发明的方法可以与这里说明和描述的各种系统和设备结合起来执行，以及与未说明的其它系统一起执行。在202-208，在传送条件期间(在上面的图6的脉冲持续时间156a期间)施加高电流传送或释放脉冲，并且在每个直流脉冲焊接周期154中的210-214(时间ΔT)进行控制时长的加热条件。

根据在前一个周期中施加给焊条E的能量的数量，在202起动传送或释放脉冲，其中在202焊条电流Ia变到脉冲电流电平I_p并且在204施加的能量测量开始。如上所指出的，在本发明的范围内施加的能量测量可以在给定的周期中的其它点开始。而且，在本发明的方法中可以采取任何形式的能量确定，包括但不限于如在上面的图5的例子中说明的积分或合计瞬时施加的功率(如电流×电压乘积)。在脉冲起动之后的一些时间(如在图6中的时间T2)，在206熔球B从焊条E上分离或释放，并且其后在208脉冲156结束(如在图6中的时间T3)。在210开始本底加热，在时间T3焊接电流Ia减少到较低电平I_B，并且在212进行确定该总的施加能量是否已达到预定值X(如，图5中的比较器132c已确定积分器132b的能量输出是大于或等于阈值REF)。如果是否(在212为否)，在214维持该电流(Ia＝I_B)。在212再次检测这个条件并且在212和214该方法200继续进行，直到预定的能量电平已施加给焊条E(在212为是)，此时，加热周期ΔT结束，并且在202起动另一个释放脉冲以开始另一个直流脉冲焊接周期。

现在参照图9-11，本发明还可应用于交流脉冲焊接操作，例如，铝的交流焊接中。在这种情况下，当焊条电流极性翻转(焊条负极性)时，电弧能量更多集中于焊条E，与焊条E为正极时的相同能量形成的球相比，导致形成更大的球B(如，在交流焊接波形的焊条负极性部分期间更快地熔化)。在这样的交流焊接应用中，仍然希望传送均匀尺寸的熔球或熔滴B，其中可设置控制器130以计算(account for)交流波形正和负极性电弧部分的不同熔化速率，并且当合计值达到预定阈值时起动熔化材料B从焊条E末端的传送，因此，在交流脉冲焊接工艺中能够实现球大小的均匀性。在图9所示的一个实施例中，使用合适的第一和第二常数或比例因数K1和K2按照下面等式(2)计算总的施加能量，可以计算极性相关的能量集中：

(2)X＝K1(Va⁺*Ia⁺*T⁺)+K2(Va^-*Ia^-*T^-)，

其中Va⁺和Ia⁺是在波形为正(正极性焊条部分)的时间T⁺期间的正焊接电压和电流值，而Va^-和Ia^-是在负极性焊条时间T^-期间的焊接电压和电流值。而且，在所述的例子中，第一常数K1是一，而第二常数K2大约是二，但是在本发明范围内可以使用任何适当的常数和比率。

如图9所示，对于这样的交流脉冲焊接，控制器130可包括一个能量测量系统232，其中一个乘法器232a接收传感器信号Ia和Va并且提供输出(如瞬时功率)给一对平行的比例乘法器232b和232d。所示例子中的第一比例乘法器232b将乘法器232a的功率输出乘以第一常数K1(如，本例中为一)，并且向第一积分器232c提供输出。积分器232c合计仅在焊条电流为正(如，从焊条E流向工件)的时间T⁺期间产生的功率，其中第一积分器232c根据来自波形发生器134的T⁺信号进行控制。因此，当电流Ia为正时，第一积分器232c积分乘法器232b的输出，并且当电流为负时停止积分。类似地，第二平行通路包括第二比例乘法器232d(如，将乘法器232a的功率输出乘以第二常数K2，本例中约为二)，和第二积分器232e，它操作用来根据从波形发生器134发出的T^-信号来合计来自乘法器232d的比例功率(scaled power)，从而当电流Ia为负时，第二积分器232e积分乘法器232d的输出，并且当电流回到正时停止积分。使用加法器232f来求积分器232c和232e的输出的和，并提供输入给比较器232g。像在上面图5的直流脉冲焊接例子中那样，当加法器232f的总能量输出达到参考值REF时，比较器232g的输出跃变，并且波形发生器134使用这个输出信号电平跃变提供控制信号130a给电源120以启动传送脉冲。

再参照图10，图250说明焊接电流Ia的示范的交流脉冲焊接电流波形252，其中焊接电流Ia是使用具有图9的控制器130的焊接机110生成的时间函数。像采用上述的直流脉冲焊接那样，使用交流焊接波形250产生多个焊接周期254，分别包括传送条件，其中提供电平I_p、持续时间256a的电流脉冲256以在无短路的情况下从焊条E的末端分离熔化金属，和加热条件，在该加热条件期间焊条电流Ia加热焊条E以在其上形成金属熔球B，其中加热或熔化条件包括正和负电流极性。在时间T11启动释放或传送脉冲256，在时间T13前提供高值I_p的电流Ia，其中脉冲持续时间256a(如，T13-T11)可最小化，使得球B实际上在T13的脉冲256终止之前的短时间的时间T12释放，其中图7A说明焊条E和在时间T12与T13之间的移出的熔化金属球B。熔化条件在T13开始，其中在时间T14之前焊条电流Ia下降到正本底电流电平I_B+，并且从时间T14直到时间T15由此转变到的负本底电流电平I_B-。其后，从T15到T16电流Ia再次变为I_B+，并且根据基于施加给焊条E的能量的信号130a，在T16结束相应的时间ΔT以便根据本发明的通过能量控制来实现球大小的均匀性。因此在T16下一个周期从基于能量测量(如，当总施加能量达到相应于期望球体积的预定值时)的下一个脉冲256的施加(图7F)开始，因此每个焊接周期254的时长可一个周期一个周期地变化以保证球大小的均匀性。像上面的直流脉冲焊接例子那样，能量确定被复位，并且能量测量系统132开始合计下一个周期254的瞬时功率。在这点上注意，在本发明范围内在一个交流脉冲焊接周期中电流可变化极性任意次数，并且加热条件波形不必像所示的例子那样是平坦的，而且脉冲256可以在波形252上的任何点提供，其中所示的波形仅仅是一个例子。此外，如同上面讨论的，本发明的能量确定和比较方面可以选择地使用软件、硬件或其组合来实现，其中所示的控制器130仅仅是在本发明范围内的一个实施例。

再来参照图11，说明根据本发明的另一个示范的脉冲焊接方法300，其中使用交流焊接电流。在302，在按照前一个周期中施加给焊条E的能量所确定的时间启动释放脉冲，焊条电流Ia变到脉冲电平I_p。在304，开始该电流周期的施加能量的测量，其中在本发明的范围内，该测量可以在给定周期中的其它点开始。在脉冲启动之后的一些时间，在306熔球B从焊条E上释放(如在图10中的时间T12)，并且脉冲156其后在308结束(如在图10中的时间T13)。在310，交流本底加热从焊接电流Ia开始，在周期254的熔化条件的第一正电弧部分期间从时间T13到时间T14该焊接电流Ia减少到正本底电平I_B+，然后在312，从时间T14到时间T15电流Ia反转到负本底电流电平I_B-。其后在314，通过将电流变回为I_B+(T15)开始第二正极性部分。在316，进行确定总施加的能量是否已达到预定值X，如果没有达到(在316为否)，在318维持该电流(Ia＝I_B+)，并在316和318重复此过程，直到预定的能量电平已施加给焊条E(在316为是)，此时(在图10中的时间T16)，在302启动另一个释放脉冲以开始下一个交流脉冲焊接周期。

本发明已经对于一个或多个示范的实例或实施施进行说明或描述。然而，在阅读和理解这个说明书和附图后本领域的其他技术人员将会进行等效变更和修改。特别是关于上述部件(组合、装置、系统、电路等)执行的不同功能，除非另有说明，用于描述部件的这些术语(包括对“装置”的引用)试图对应于执行所述部件的特定功能的任何部件(也就是功能等效)，即使不是结构上等效于执行本发明的示范的实施例中所说明的功能的所公开的结构。另外，虽然本发明的特定特征可能仅对于几个实施例之一已经公开了，如可能希望的和对于任何给定的或特别的应用有利，这样的特征可以与其它实施例的一个或多个其它特征组合。再者，就在详细说明中和/或在权利要求中使用的术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、“有”或其变化来说，这些术语试图包含了与术语“包括”类似的方式。

Claims

1.在一个脉冲焊接工艺中用于焊接工件的脉冲焊接系统，所述的脉冲焊接系统包括：适于引导焊条移向工件的送丝装置；具有与所述焊条相连接的一个输出端和一个控制输入端的电源，在一连串的焊接周期中所述电源根据在所述控制输入端的控制输入信号在所述输出端提供焊接信号，每个所述焊接周期包括熔化条件，在该熔化条件期间所述焊接信号加热所述焊条的一端以在所述端形成熔化金属，和传送条件，其中在所述熔化金属接触所述工件前所述熔化金属从所述焊条的所述端分离；和连接到所述电源的所述控制输入端的控制器，所述控制器包括一个能量测量系统，用于确定在每个所述焊接周期中施加在所述焊条的能量，当在所述焊接周期中施加在所述焊条的能量达到预定的能量值时，所述控制器提供所述控制输入信号，从而在所述焊接信号中提供一个脉冲以起动每个所述焊接周期的所述传送条件。

2.根据权利要求1所述的脉冲焊接系统，其特征在于还包括与所述控制器和与所述输出端连接的电压传感器，所述电压传感器适于检测焊接电压并且提供指示所述焊接电压的检测电压信号给所述控制器；和与所述控制器并与所述电源的所述输出端连接的电流传感器，所述电流传感器适于检测由所述电源提供给所述焊条的焊接电流和提供指示所述焊接电流的检测电流信号给所述控制器；其中所述能量测量系统适于在每个所述焊接周期中基于所述检测电压信号和所述检测电流信号产生一个功率信号，作为所述焊接电流和所述焊接电压的瞬时乘积，其中所述能量测量系统适于积分所述功率信号以提供指示施加在所述焊条的所述能量的能量信号，和其中所述能量测量系统还适于将所述能量信号与所述预定能量值进行比较，并且当所述能量信号达到所述预定能量值时，使所述控制器在所述焊接信号中提供所述脉冲以起动所述传送条件。

3.根据权利要求2所述的脉冲焊接系统，其特征在于：在所述熔化条件期间所述控制器提供所述控制输入信号以产生包括交流电流的所述焊接信号，和其中所述熔化条件包括正电弧部分，在正电弧部分中所述焊接电流从所述焊条流向所述工件，和负电弧部分，在负电弧部分中所述焊接电流从所述工件流向所述焊条。

4.根据权利要求1所述的脉冲焊接系统，其特征在于：在所述熔化条件期间所述控制器提供所述控制输入信号以产生包括交流电流的所述焊接信号，并且其中所述熔化条件包含正电弧部分，在正电弧部分中所述焊接电流从所述焊条流向所述工件，和负电弧部分，在负电弧部分中所述焊接电流从所述工件流向所述焊条。

5.根据权利要求4所述的脉冲焊接系统，其特征在于所述能量测量系统计算所述能量作为在所述正电弧部分期间施加在所述焊条的能量与在所述负电弧部分期间施加在所述焊条的能量之和。

6.根据权利要求3所述的脉冲焊接系统，其特征在于所述能量测量系统计算所述能量作为在所述正电弧部分期间施加在所述焊条的能量与在所述负电弧部分期间施加在所述焊条的能量之和。

7.根据权利要求6所述的脉冲焊接系统，其特征在于所述能量测量系统适于在每个所述焊接周期的所述正电弧部分中通过积分在所述正电弧部分期间的所述焊接电压、所述焊接电流和第一常数的瞬时乘积来计算在所述正电弧部分期间施加在所述焊条的所述能量；并且其中所述能量测量系统适于在每个所述焊接周期的所述负电弧部分中通过积分在所述负电弧部分期间的所述焊接电压、所述焊接电流和第二常数的瞬时乘积来计算在所述负电弧部分期间施加在所述焊条的所述能量。

8.根据权利要求7所述的脉冲焊接系统，其特征在于所述第二常数大约是所述第一常数的两倍。

9.根据权利要求1所述的脉冲焊接系统，其特征在于所述焊条是实心焊条。

10.根据权利要求1所述的脉冲焊接系统，其特征在于所述焊条是具有内芯和外部护套的有心焊条。

11.根据权利要求1所述的脉冲焊接系统，其特征在于所述脉冲焊接工艺是潜弧焊工艺。

12.根据权利要求1所述的脉冲焊接系统，其特征在于所述脉冲焊接工艺是金属隋性气体焊接工艺。

13.根据权利要求1所述的脉冲焊接系统，其特征在于所述脉冲焊接工艺是金属活性气体焊接工艺。

14.根据权利要求1所述的脉冲焊接系统，其特征在于所述工件包括铝。

15.根据权利要求1所述的脉冲焊接系统，其特征在于所述工件包括钢。

16.根据权利要求1所述的脉冲焊接系统，其特征在于在所述熔化条件期间和在所述传送条件期间，所述控制器提供所述控制输入信号以产生包括单极性电流的所述焊接信号。

17.根据权利要求16所述的脉冲焊接系统，其特征在于在所述熔化条件期间和在所述传送条件期间，所述焊接信号包括正电弧极性，在正电弧极性中焊接电流从所述焊条流向所述工件。

18.一种提供控制输入信号给脉冲焊接电源的控制系统，在一连串的焊接周期中所述电源根据所述控制输入信号提供焊接信号给在输出端的焊条，每个所述周期包括熔化条件，在熔化条件期间所述焊接信号加热所述焊条的一端以在所述端形成熔化金属，和传送条件，在传送条件期间在所述熔化金属接触所述工件前所述熔化金属从所述焊条的所述端分离，所述控制系统包括：一个能量测量系统，用于确定在每个所述焊接周期中施加在所述焊条的能量，当在所述焊接周期中施加在所述焊条的能量达到预定能量值时，所述控制器提供所述控制输入信号，从而在所述焊接信号中产生脉冲以起动每个所述焊接周期的所述传送条件。

19.根据权利要求18所述的控制系统，其特征在于在每个所述焊接周期中所述能量测量系统产生一个功率信号作为焊接电压和焊接电流的瞬时乘积，其中所述能量测量系统适于积分所述功率信号以提供指示施加在所述焊条的所述能量的能量信号，并且其中所述能量测量系统还适于将所述能量信号与所述预定能量值进行比较，并且当所述能量信号达到所述预定能量值时使所述控制系统在所述焊接信号中提供所述脉冲以起动所述传送条件。

20.根据权利要求19所述的控制系统，其特征在于在所述熔化条件期间所述控制系统提供所述控制输入信号以产生包括交流电流的所述焊接信号，其中所述熔化条件包括正电弧部分，在正电弧部分中所述焊接电流从所述焊条流向所述工件，和负电弧部分，在负电弧部分中所述焊接电流从所述工件流向所述焊条，并且其中所述能量测量系统计算所述能量作为在所述正电弧部分期间施加在所述焊条的能量与在所述负电弧部分期间施加在所述焊条的能量之和。

21.根据权利要求20所述的控制系统，其特征在于所述能量测量系统适于在每个所述焊接周期的所述正电弧部分中通过积分在所述正电弧部分期间的所述焊接电压、所述焊接电流和第一常数的瞬时乘积来计算在所述正电弧部分期间施加在所述焊条上的所述能量；并且其中所述能量测量系统适于在每个所述焊接周期的所述负电弧部分中通过积分在负电弧部分期间的所述焊接电压、所述焊接电流和第二常数的瞬时乘积来计算在所述负电弧部分期间施加在所述焊条上的所述能量。

22.根据权利要求21所述的控制系统，其特征在于所述第二常数大约是所述第一常数的两倍。

23.根据权利要求18所述的控制系统，其特征在于在所述熔化条件期间所述控制系统提供所述控制输入信号以产生包括交流电流的所述焊接信号，其中所述熔化条件包含正电弧部分，在正电弧部分中所述焊接电流从所述焊条流向所述工件，和负电弧部分，在负电弧部分中所述焊接电流从所述工件流向所述焊条，并且其中所述能量测量系统计算所述能量作为在所述正电弧部分期间施加在所述焊条的能量与在所述负电弧部分期间施加在所述焊条的能量之和。

24.一种焊接工件的脉冲焊接系统，所述的脉冲焊接系统包括：适于引导焊条移向工件的送丝装置；具有与所述焊条连接的输出端和一个控制输入端的电源，在一连串的焊接周期中所述电源根据在所述控制输入端的控制输入信号在所述输出端提供焊接信号，每个所述焊接周期包括熔化条件，在熔化条件期间所述焊接信号加热所述焊条的一端以在所述端形成熔化金属，和传送条件，在传送条件期间在所述熔化金属接触所述工件前所述熔化金属从所述焊条的所述端分离；和一个控制器，当在所述焊接周期中施加在所述焊条的能量达到预定能量值时，所述控制器提供所述控制输入信号，从而在所述焊接信号中提供一个脉冲以起动每个所述焊接周期的所述传送条件。

25.根据权利要求24所述的脉冲焊接系统，其特征在于还包括与所述控制器和与所述输出端连接的电压传感器，所述电压传感器适于检测焊接电压和提供指示所述焊接电压的检测电压信号给所述控制器；和与所述控制器并与所述电源的所述输出端连接的电流传感器，所述电流传感器适于检测由所述电源提供给所述焊条的焊接电流和提供指示所述焊接电流的检测电流信号给所述控制器；其中所述控制器适于基于所述检测电压信号和所述检测电流信号产生功率信号作为所述焊接电流和所述焊接电压的瞬时乘积，其中所述控制器积分所述功率信号以提供指示施加在所述焊条的所述能量的能量信号，和其中所述控制器将所述能量信号与所述预定能量值比较，并且当所述能量信号达到所述预定能量值时在所述焊接信号中提供所述脉冲以起动所述传送条件。

26.根据权利要求24所述的脉冲焊接系统，其特征在于在所述熔化条件期间所述控制器提供所述控制输入信号以产生包括交流电流的所述焊接信号，和其中所述熔化条件包含正电弧部分，在正电弧部分中所述焊接电流从所述焊条流向所述工件，和负电弧部分，在负电弧部分中所述焊接电流从所述工件流向所述焊条。

27.根据权利要求26所述的脉冲焊接系统，其特征在于所述控制器计算所述能量作为在所述正电弧部分期间施加在所述焊条的能量与在所述负电弧部分期间施加在所述焊条的能量之和。

28.根据权利要求27所述的脉冲焊接系统，其特征在于还包括检测焊接电压的电压传感器；和检测由所述电源提供给所述焊条的焊接电流的电流传感器；其中所述控制器通过积分在所述正电弧部分期间的所述焊接电压、所述焊接电流和第一常数的瞬时乘积来计算在所述正电弧部分期间施加在所述焊条上的所述能量；并且其中所述控制器适于在每个所述焊接周期的所述负电弧部分期间通过积分在负电弧部分期间的所述焊接电压、所述焊接电流和第二常数的瞬时乘积来计算在所述负电弧部分期间施加在所述焊条上的所述能量。

29.根据权利要求28所述的脉冲焊接系统，其特征在于所述第二常数大约是所述第一常数的两倍。

30.一种用于焊接工件的脉冲焊接系统，所述的脉冲焊接系统包括：适于引导焊条移向工件的送丝装置；和在一连串的焊接周期中提供焊接信号给所述焊条的电源，每个所述焊接周期包括熔化条件，在熔化条件中所述焊接信号加热所述焊条的一端以在所述端形成熔化金属，和传送条件，在传送条件中在所述熔化金属接触所述工件前所述熔化金属从所述焊条的所述端分离；其中所述电源在所述焊接信号中提供一个脉冲，以至少部分根据在所述焊接周期中施加在所述焊条的能量值来起动每个所述焊接周期的所述传送条件。

31.在脉冲焊接系统中用于焊接工件的方法，所述方法包括：

在一连串的焊接周期中提供焊接信号给所述焊条，每个所述焊接周期包括熔化条件，在熔化条件中所述焊接信号加热所述焊条的一端以在所述端形成熔化金属，和传送条件，在传送条件中在所述熔化金属接触所述工件前所述熔化金属从所述焊条的所述端分离；

确定在每个所述焊接周期中施加在所述焊条上的能量；和

提供脉冲以至少部分地根据在所述焊接周期中施加在所述焊条的能量值来起动每个所述焊接周期的所述传送条件。

32.根据权利要求31所述的方法，其特征在于当在所述焊接周期中施加在所述焊条的能量达到预定能量值时提供所述脉冲以起动每个所述焊接周期的所述传送条件。

33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于确定所述能量包括检测在每个所述焊接周期中的焊接电压和焊接电流以及积分在每个所述周期期间的所述焊接电压和所述焊接电流的瞬时乘积。

34.根据权利要求32所述的方法，其特征在于提供所述焊接信号包括在所述熔化条件期间提供交流电流，和其中所述熔化条件包括正电弧部分，在正电弧部分中所述焊接电流从所述焊条流向所述工件，和负电弧部分，在负电弧部分中所述焊接电流从所述工件流向所述焊条。

35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于在每个所述焊接周期中确定所述能量包括：

检测每个所述焊接周期中的焊接电压和焊接电流；

积分在所述正电弧部分期间的所述焊接电压、所述焊接电流和第一常数的瞬时乘积；和

积分在负电弧部分期间的所述焊接电压、所述焊接电流和第二常数的瞬时乘积。

36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于所述第二常数大约是所述第一常数的两倍。