电弧焊接控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电弧焊接控制方法及装置，该电弧焊接控制方法应用于消耗电极式的焊接方法，其包括多个焊接周期，每一焊接周期均包括：一脉冲焊接期间和一形成于脉冲焊接期间之后的冷却期间。在冷却期间内：焊丝正向进给至与母材接触并设定焊接电流不熔化焊丝，焊丝和母材维持短路状态；之后，焊丝回抽以与母材分离，分离时设定焊接电流维持在一重引弧电流上。

Arc welding control method and device

【技术实现步骤摘要】
电弧焊接控制方法及装置
本专利技术涉及焊接领域，且特别涉及一种电弧焊接控制方法及装置。
技术介绍
随着焊接电源的快速发展和各种复杂焊接工艺的出现，人们不断地寻求快速、简单的焊接电源调节和使用方法。在这个发展过程中，焊铝技术也得到了快速的发展，出现了铝合金脉冲焊、双脉冲焊等相关的应用和研究。双脉冲焊是在高频脉冲的基础上，对高频电流波形进行低频调制，使得单位脉冲强度在强和弱之间进行周期性的切换。高频脉冲形成高输入热量的焊接条件，实现一脉一滴；而在低频脉冲则形成了低输入热量的焊接条件，实现熔池的控制；这种焊接控制方法在焊接后形成了鳞状的焊道。在双脉冲焊中，由于在低脉冲阶段母材上仍然具有热量输入，熔身很难控制，故形成的鳞状焊道中有鳞区和无鳞区的过渡并不清晰且低脉冲阶段的热量输入使得整个焊接过程输入至母材的热量非常的大。为了更好的控制输入热量以形成波纹清晰的鳞状焊道，中国专利CN109715335A提供了一种电弧焊接控制方法。该控制方法是通过依次反复进行短路电弧焊接的短路焊接期间、进行脉冲焊接的脉冲焊接期间和冷却期间的循环来进行焊接的消耗电极式的电弧焊接控制方法，在所述冷却期间中，将焊接电流的输出设为0。在该专利中，通过在脉冲焊接期间后增加焊接电流为0的冷却期间。在冷却期间，焊丝和母材均不融化以形成无鳞区，因此该方法不仅整个焊接过程输入的热量非常的小且形成的鳞状焊道非常的清晰。但是，在该焊接方法中，由于在冷却期间焊接电流为0，电弧熄灭，故在下一周期开始的短路焊接期间，需要提供短路电流以使焊丝重新起弧，起弧非常困难。进一步的，在该焊接方法中，脉冲焊接阶段为了实现一脉一滴，需要精确控制输入热量，即脉冲电流的峰值电流Ipp，基值电流Ipb，脉冲占空比以及脉冲频率等参数的精确控制；而焊接过程中弧长的控制同样基于这些参数且弧长的控制和输入热量的控制是相互矛盾的。因此在该方法中很难实现弧长和输入热量的精确控制。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有鳞状焊道焊接方法中无法解决输入热量的控制和弧长的控制相矛盾的问题，提供一种将焊接输入热量和弧长进行独立控制以形成清晰的鳞状焊道的电弧焊接控制方法及装置。为了实现上述目的，本专利技术提供一种电弧焊接控制方法，该电弧焊接控制方法应用于消耗电极式的焊接方法，其包括多个焊接周期，每一焊接周期均包括：一脉冲焊接期间和一形成于脉冲焊接期间之后的冷却期间。在冷却期间内：焊丝正向进给至与母材接触并设定焊接电流不熔化焊丝，焊丝和母材维持短路状态；之后，焊丝回抽以与母材分离，分离时设定焊接电流维持在一重引弧电流上。根据本专利技术的一实施例，在冷却期间设定焊丝按照预设的步骤进行进给，步骤包括：在冷却期间的开始阶段，增大焊丝的正向进给速度至正向进给速度设定值并保持；在焊丝和母材接触后进入冷却阶段，停止送丝或者焊丝以一设定速度进行正向进给，维持焊丝和母材之间的短路状态；在冷却阶段的时间到达设定的冷却时间后，进入焊丝回抽阶段，增大焊丝的回抽速度至回抽速度设定值并保持，以使焊丝与母材分离。根据本专利技术的一实施例，在焊丝回抽时，控制焊丝的回抽参数来调整下一焊接周期的弧长。根据本专利技术的一实施例，控制脉冲焊接期间的脉冲参数来调整下一焊接周期的弧长。根据本专利技术的一实施例，当焊丝的回抽时间到达设定时间后增大焊接电流以熔化焊丝，结束焊丝和母材的短路状态；或者在焊丝回抽速度增大时增大焊接电流以熔化焊丝，结束焊丝和母材的短路状态；或者在焊丝回抽速度增大的前一刻增大焊接电流以熔化焊丝，结束焊丝和母材的短路状态。根据本专利技术的一实施例，在脉冲焊接期间，焊丝以恒定的速度正向进给。根据本专利技术的一实施例，每一焊接周期还包括形成于脉冲焊接期间之前的起弧短路焊接期间，在起弧短路焊接期间内，焊丝以预先设定的周期依次进行正向进给和回抽。根据本专利技术的一实施例，在起弧短路焊接期间内，焊丝以预先设定的周期依次进行正向进给和回抽时，焊丝进给的平均速度逐渐增加到脉冲焊接期间的恒定进给速度。根据本专利技术的一实施例，每一焊接周期还包括形成于脉冲焊接期间和冷却期间之间的短路焊接期间，在短路焊接期间内，焊丝以预先设定的周期依次进行正向进给和回抽。相对应的，本专利技术还提供一种电弧焊接控制装置，该电弧焊接控制装置包括焊接控制电路和伺服电机控制式送丝机，所述焊接控制电路在每一焊接周期内为电极提供焊接电流，所述伺服电机控制式送丝机控制焊丝的进给速度和进给方向以使电弧焊接控制装置采用上述电弧焊接控制方法进行焊接。综上所述，本专利技术提供的电弧焊接控制方法中脉冲焊接期间为高输入热量的焊接期间，该过程中熔滴以一脉一滴的速率熔入熔池以形成有鳞区。而在脉冲焊接周期之后增设的冷却期间内焊丝与母材接触且焊接电流不熔化焊丝，因此该期间形成低热量输入，无熔滴滴入熔池，焊接后形成无鳞区。有鳞区和无鳞区之间的明显过渡使得焊接后形成的鳞状焊接非常的清晰。此外，在冷却期间内设定焊接电流维持在一重引弧电流上。该重引弧电流的设置使得当焊丝回抽并脱离母材时，焊丝被迅速重新引弧，起弧非常的快速稳定。进一步的，焊丝回抽后与母材之间的距离完全消除了上一周期内脉冲焊接期间对弧长的影响，使得每个焊接周期开始时的弧长被重置；在焊接时只要控制冷却期间结束前焊丝回抽的参数，即可实现后一周期弧长的控制，该弧长的控制与脉冲焊接期间参数的控制是完全独立的。因此，本专利技术提供的电弧焊接控制方法，不仅焊接后形成的鳞状焊道非常的清晰；焊接输入量小；起弧快速稳定；进一步的，弧长的控制完全独立于输入热量的控制，两者不再相关。为让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图1所示为本专利技术实施例一提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W、焊接电流I以及焊接电压V的波形示意图。图2所示为本专利技术实施例一提供的电弧焊接控制装置的原理框图。图3所示为本专利技术实施例二提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W、焊接电流I以及焊接电压V的波形示意图。图4所示为本专利技术实施例三提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W、焊接电流I以及焊接电压V的波形示意图。图5所示为本专利技术实施例四提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W、焊接电流I以及焊接电压V的波形示意图。图6所示为本专利技术另一实施例提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W、焊接电流I以及焊接电压V的波形示意图。图7所示为本专利技术实施例五提供的电弧焊接控制方法中一个焊接周期内焊丝进给速度W、焊接电流I以及焊接电压V的波形示意图。具体实施方式实施例一在现有的鳞状焊道焊接方法中，双脉冲焊接方法由于其在低脉冲阶段仍然有热量输入并产生熔滴，因此其不仅焊接输入热量大且焊接后所形成的鳞状焊道并不清晰。对于中国专利CN109715335A提供的一种电弧焊接控制方法中，冷却期间的设置使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电弧焊接控制方法，其特征在于，所述电弧焊接控制方法应用于消耗电极式的焊接方法，其包括多个焊接周期，每一焊接周期均包括：/n一脉冲焊接期间；和/n一形成于所述脉冲焊接期间之后的冷却期间，在所述冷却期间内：/n焊丝正向进给至与母材接触并设定焊接电流不熔化焊丝，焊丝和母材维持短路状态；/n之后，焊丝回抽以与母材分离，分离时设定焊接电流维持在一重引弧电流上。/n

【技术特征摘要】
1.一种电弧焊接控制方法，其特征在于，所述电弧焊接控制方法应用于消耗电极式的焊接方法，其包括多个焊接周期，每一焊接周期均包括：
一脉冲焊接期间；和
一形成于所述脉冲焊接期间之后的冷却期间，在所述冷却期间内：
焊丝正向进给至与母材接触并设定焊接电流不熔化焊丝，焊丝和母材维持短路状态；
之后，焊丝回抽以与母材分离，分离时设定焊接电流维持在一重引弧电流上。


2.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，在所述冷却期间设定焊丝按照预设的步骤进行进给，所述步骤包括：
在冷却期间的开始阶段，增大焊丝的正向进给速度至正向进给速度设定值并保持；
在焊丝和母材接触后进入冷却阶段，停止送丝或者焊丝以一设定速度进行正向进给，维持焊丝和母材之间的短路状态；
在冷却阶段的时间到达设定的冷却时间后，进入焊丝回抽阶段，增大焊丝的回抽速度至回抽速度设定值并保持，以使焊丝与母材分离。


3.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，在焊丝回抽时，控制焊丝的回抽参数来调整下一焊接周期的弧长。


4.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，控制所述脉冲焊接期间的脉冲参数来调整下一焊接周期的弧长。


5.根据权利要求1所述的电弧焊接控制方法，其特征在于，当焊丝的回抽时间到达设定时间后增大焊接电流以熔化焊丝，结束...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯润石，吴勇健，
申请(专利权)人：杭州凯尔达机器人科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33