用于TIG启动的焊接类型电源供应装置制造方法及图纸

一种用于TIG焊接和启动TIG焊接过程的方法和设备包括：在执行TIG启动时，限制电源电路的脉冲宽度；以及监控焊接弧的创建。在已经检测到所述焊接弧之后，结束对所述脉冲宽度的所述限制。

Welding type power supply device for TIG startup

A method and apparatus for TIG welding and starting a TIG welding process includes limiting the pulse width of a power circuit when performing an TIG startup, and monitoring the creation of a welding arc. The limitation of the pulse width is ended after the welding arc has been detected.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于TIG启动的焊接类型电源供应装置专利
本公开一般地涉及焊接类型电源供应装置技术。更具体地，它涉及使用焊接类型电源供应装置启动TIG过程。专利技术背景有很多种不同的焊接过程。一种焊接过程是TIG过程。钨惰性气体(TIG)焊接是一种使用非自耗的钨电极来产生焊缝的弧焊接过程。焊接区域受惰性保护气体(氩气或氦气)保护而免于大气污染，并且典型地使用填充金属。通常使用CC(电流控制)电源来执行TIG焊接。在本文中使用时，焊接类型电源供应装置是提供焊接类型电源的电源供应装置。在本文中使用时，焊接类型电源是适合于焊接、感应加热或等离子体切割的电源。有很多种不同的拓扑结构被使用在焊接类型电源供应装置中。切换式电源供应装置经常被用来允许输出控制。一种现有技术的焊接类型电源供应装置包括：前置调节器、高压分裂总线，以及堆叠式逆变器输出；并且示出于公开为US-2014-0021180-A1的专利申请13/839235中，所述专利申请通过引用被并入本文。该电源供应装置非常适合于使用对输出逆变器的脉冲宽度调制来控制输出。在专利8455794中描述了另一种非常适合于对输出进行pwm(脉冲宽度调制)控制的现有技术的焊接类型电源供应装置，所述专利也通过引用被并入。启动TIG焊接可能需要技能。启动TIG过程的典型方法包括使用HF、提升技术和摩擦启动。提升启动需要具体的控制，并且使用者使弧接触工件。当电极被提升时，发出弧。HF启动是容易并且可靠的，但是可以造成对其他设备的干扰，并且需要机器具有提供HF输出的能力。摩擦启动不需要额外的设备，但是需要最熟练的技能。摩擦启动包含使钨扫过整个工件。TIG启动可能会使钨“粘附”并且留在工件上。这特别是对于非HF启动是一个问题，并且尤其是对于摩擦启动最成问题。粘附的一个原因是弧引发期间的电流过冲。电流过冲可能因为电源供应装置具有快速的输出电流转换速率(这在启动之外的时间并且对于其他过程可能是符合期望的)而发生。因此，期望的是一种能为TIG焊接提供可靠的启动，而不会牺牲启动之后的快速的转换速率的焊接类型电源供应装置。本专利技术的内容根据公开的第一方面，一种启动TIG焊接过程的方法包括：在执行TIG启动时，限制电源电路的脉冲宽度；以及监控焊接弧的创建。在已经检测到所述焊接弧之后，结束对所述脉冲宽度的限制。根据公开的第二方面，一种焊接类型电源供应装置包括切换式电源电路和控制器。所述切换式电源电路接收输入电源并且向焊接输出提供焊接类型电源。所述电源电路具有控制输入。所述控制器包括：控制输出，所述控制输出被连接到所述控制输入；以及反馈输入，所述反馈输入接收指示弧存在或不存在的反馈。pwm模块被连接到所述控制输出，并且脉冲宽度限制模块被连接以限制所述pwm模块。所述pwm模块响应于所述反馈输入。在一个替换方案中，在已经检测到所述焊接弧之后，延迟结束对所述脉冲宽度的所述限制。在另一个替换方案中，结束对所述脉冲宽度的所述限制的所述延迟为固定的一段时间。在一个实施例中，结束对所述脉冲宽度的所述限制的所述延迟为一毫秒。在各个实施例中，在已经结束对所述脉冲宽度的限制之后，提供对所述输出的闭环控制。在一个替换方案中，限制所述脉冲宽度包括提供约10伏特的输出电压。在另一个替换方案中，使用摩擦启动来启动所述TIG过程。在一个实施例中，反馈电路被连接到所述焊接输出并且被连接到所述反馈输入。在各个实施例中，包括延迟模块，并且所述脉冲宽度限制模块响应于所述延迟模块。在一个替换方案中，所述延迟模块响应于所述反馈输入。在另一个替换方案中，所述延迟模块是固定时间延迟模块。在一个实施例中，所述延迟模块是一毫秒延迟模块。在对以下附图、具体实施方式和所附的权利要求书进行审阅之后，其他原理特征和优点对于本领域技术人员将变得明显。附图简述图1是焊接类型电源供应装置的框图；以及图2是用于图1的焊接类型电源供应装置的控制器的框图。在详细解释至少一个实施例之前，要理解在其应用中，专利技术不被限制到在下面的说明书中陈述的或者在附图中示出的结构细节和部件布置。专利技术能够具有其他的实施例，并且能够以各种方式被实践或者被实行。同样，要理解本文中使用的措辞和术语是为了说明的目的，而不应被视为限制性的。同样的参考编号被用来表示同样的部件。具体的优选实施方式尽管本公开将会参考具体的焊接类型电源电路、控制器、模块和部件来进行说明，但是首先应该理解，专利技术也可以以其他焊接类型电源电路、控制器、模块和部件来实施。一般地，本专利技术提供使用对焊接类型电源供应装置的输出的PWM控制，以针对TIG焊接提供符合期望的启动。在优选实施实例中，焊接类型电源供应装置100(图1)包括电源电路102和控制器104。电源电路104的输出是焊接弧106。电源供应装置100可以是多过程焊接类型电源供应装置，但是本专利技术将参考TIG操作模式来进行解释。控制器104优选地是数字脉冲宽度控制器，如专利8455794中描述的那种控制器。控制器104也可以是如US-2014-0021180-A1中描述的那种控制器。替换方案提供模拟控制器、具有分立元件的数字控制器、使用DSP的控制器，以及使用其他电路系统的控制器。电源电路102优选地是US-2014-0021180-A1中示出的电源电路，所述电源电路包括前置调节器、高压分裂总线，以及作为输出逆变器的堆叠式全桥逆变器输出电路。也可以使用专利8455794中示出的电源电路来实施。替换方案提供使用没有前置调节器的输出电路(堆叠式逆变器)、半桥输出逆变器或其他输出逆变器(如斩波器、降压式变换器(buck)等)，以及使用中间级。从线路111上的电源电路102，并且从线路107和108上的输出提供反馈。反馈可以指示总线参数(电流、电压、涟波等)，并且可以指示输出参数(电流、电压、电源极性等)，并且可以指示弧存在或不存在(例如感测电流或电压)。由线路110上的电源电路102接收控制信号。110上接收到的控制信号控制电源电路102中的开关的切换，包括前置调节器和输出逆变器开关。图2中示出的控制器104包括接收对电源电路102的输出的反馈(或者来自电源电路102之内的反馈)的PWM模块201。响应于该反馈，控制器104和PWM模块201脉冲宽度调制电源电路102中的开关，从而输出是期望的输出。在本文中使用时，PWM模块是控制电源电路的脉冲宽度，以便提供期望的输出的模块。在本文中使用时，模块包括配合来执行给定的功能的软件和硬件。当使用者选择TIG操作模式时(或者如果是专用型TIG机器的话)，控制器104和PWM模块201导致焊接类型电源供应装置10的输出为以使用者设定值的cc(电流控制)输出。同样，当TIG过程被引发时，优选实施例限制电流过冲，以减小弧引发期间钨电极粘附的可能性。专利技术通过限制转换速率，并且具体地限制脉冲宽度以能够更好地控制弧引发期间的输出电流转换速率，从而限制电流过冲。优选地，工作周期被限制到产生约10V或更少的低负荷的脉冲宽度，直到检测到弧电压(意为启动结束)。一个实施例使闭环控制在检测到弧之后延迟1ms，以确保弧在结束被限制的脉冲宽度之前是稳定的。可以通过监控输出电源、电流或两者，以及比较检测到的参数与阈值或值来检测弧。替换方案使用比1毫秒更长或更短的延迟。控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种启动TIG焊接过程的方法，所述方法包括：在执行TIG启动时，限制电源电路的脉冲宽度；监控焊接弧的创建；以及在已经检测到所述焊接弧之后，结束限制所述脉冲宽度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.07 US 14/535,9171.对其中要求排他性所有权或优先权的发明的实施例进行如下限定：一种启动TIG焊接过程的方法，所述方法包括：在执行TIG启动时，限制电源电路的脉冲宽度；监控焊接弧的创建；以及在已经检测到所述焊接弧之后，结束限制所述脉冲宽度。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括在已经检测到所述焊接弧之后，延迟结束限制所述脉冲宽度。3.如权利要求1所述的方法，进一步包括在已经检测到所述焊接弧之后，延迟固定的一段时间再结束限制所述脉冲宽度。4.如权利要求1所述的方法，进一步包括在已经检测到所述焊接弧之后，延迟至少一毫秒再结束限制所述脉冲宽度。5.如权利要求2所述的方法，进一步包括在结束对所述脉冲宽度的限制之后，提供闭环控制。6.如权利要求5所述的方法，其中限制所述脉冲宽度包括提供约10伏特的输出电压。7.如权利要求6所述的方法，其中在执行TIG摩擦启动时完成限制电源电路的所述脉冲宽度。8.如权利要求1所述的方法，其中监控步骤包括监控所述输出电压。9.如权利要求1所述的方法，其中监控步骤包括监控所述输出电流。10.一种焊接类型电源供应装置，所述焊接类型电源供应装置包括被设置以接收输入电源并且向焊接输出提供焊接类型电源的切换式电源电路，以及控制输入，并且进一步包括控制器，其中所述控制器包括：控制输出，所述控制输出被连接到所述控制输入；反馈输入，所述反馈输入被连接以接收指示弧存在或不存在的反馈；pwm模块，所述pwm模块被连接到所述控制输出；脉冲宽度限制模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：奎恩·W·沙尔特纳，伯纳德·J·沃格尔，安德鲁·D·纳尔逊，
申请(专利权)人：伊利诺斯工具制品有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US