具有短路电弧熔滴控制功能的焊机制造技术

本发明专利技术公开了一种具有短路电弧熔滴控制功能的焊机，用于熔化极气体保护焊，系统包括一个采用PWM脉宽调制控制方式的逆变器，提供焊接所需的能量，提供焊接电极和工件，当在此焊接电流回路中，逆变器的输出电压Uinv处在一个很低的水平，同时焊接电流呈现锯齿波上升趋势时，通过外部控制，将另一个反向电压源接通。本发明专利技术提供的具有短路电弧熔滴控制功能的焊机，采用与逆变器触发频率的脉冲信号同步的采样频率来采样，得到的焊接电压瞬时值是非常真实有效地，同时利用此信号来触发反向电压源的开通时机就和实际焊接短路区间的时间点更加接近，显著减少焊接过程中液态金属的飞溅，从而增强了操作的安全性，降低成本，提高生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种具有短路电弧熔滴控制功能的焊机。
技术介绍
熔化极气体保护电弧焊(GMAW)是ー种表面堆焊方式，将ー种或者多种金属材料，通过焊接或者钎焊的手段，连接在一起。焊接过程中，需要提供外加保护气体氛围，填充的材料可以是丝状或者帯状金属。焊接电源的作用是将填充材料按照要求进行持续熔化。焊接过程包括两个时间区间电弧燃烧区间和短路区间。在电弧燃烧区间，随着电弧的热量作用，填充材料不断的熔化，形成熔滴。随着填充材料持续不断的往エ件移动，熔滴越来越大。最后，熔滴和焊接熔池接触，形成短路，进入短路区间。短路导致电流迅速増大，増大的电流将导致短路的液态金属连接桥断开，电弧将再次点燃，回到电弧燃烧区间。在短路区间，液态金属完成了从焊丝末端到エ件的转移，并且在此区间由于大电流的作用，产生了大量的能量，并且重新引弧的时机是完全随机的。在短路区间最后瞬间，时常会出现了瞬时的高电流和高电压同时并存的情況，导致焊接出现不希望有的飞溅，飞溅主要发生在液态金属段路桥断开到电弧重新引燃的瞬间。
技术实现思路
目的为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供ー种具有短路电弧熔滴控制功能的焊机，解决现有技术的缺陷，減少焊接过程中液态金属的飞溅，增强了操作的安全性,降低成本,提高生产效率。技术方案为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为 ー种具有短路电弧熔滴控制功能的焊机，包括逆变焊接电源模块、焊接件、逆变器控制部件、反向电压源、反向电压源控制部件、电压传感器、电流传感器、參数设定装置； 所述逆变焊接电源模块与焊接件相连构成焊接回路，所述逆变器控制部件与逆变焊接电源模块相连用于控制焊接电源的输出，所述反向电压源通过反向电压源控制部件控制可与焊接件串联接入焊接回路；所述电压传感器与焊接件并联，用于测量焊接电压瞬时值，电流传感器与焊接件串联，用于测量焊接电流瞬时值；所述參数设定装置与反向电压源控制部件相连，用于给定焊接过程中电流和电压的设定值；所述电压传感器，电流传感器均分别同时与逆变器控制部件、反向电压源控制部件相连，所述逆变焊接电源模块、逆变器控制部件和反向电压源控制部件相互连接通过Syn信号同歩。所述逆变焊接电源模块包括与供电电源相连的逆变器，所述逆变器为PWM脉冲宽度调制方式的逆变器。所述焊接件包括焊接电极和エ件；所述逆变焊接电源模块，两端分别与焊接电极和エ件相连构成焊接回路。所述逆变焊接电源模块，为从电网获得的供电电源，经过三相整流桥和同步时钟Syn同步工作的PWM (脉冲宽度调制)逆变回路，给逆变器提供输入，逆变器的次级经过整流后输出两端分别与焊接电极和エ件相连，提供焊接需要的电流电压。所述逆变焊接电源模块与焊接电极之间，依次串联有平波电抗器和线路等效电感。所述エ件与逆变焊接电源模块之间串联有电流传感器，所述电流传感器一路通过第一开关直接与エ件连接，另一路通过相串联的反向电压源和第二开关与エ件连接；所述第一开关和第二开关由反向电压源控制部件控制开关。所述第一开关和第二开关为IGBT或MOSFET。所述电压传感器，用于测量焊接电压瞬时值中有代表性的电压值。所述电流传感器，用于测量焊接电流瞬时值中有代表性的电流值。所述逆变器控制部件、反向电压源控制部件和參数设定装置中安装有微控制器或DSP (数字信号处理)控制器。有益效果本专利技术提供的具有短路电弧熔滴控制功能的焊机，采用了与逆变器触发频率的脉冲信号同步的采样频率来采样，得到的焊接电压瞬时值是非常真实有效地，同时利用此信号来触发反向电压源的开通时机就和实际焊接短路区间的时间点更加接近，电流降低的时机越准确，下降的幅度越恰当，焊接的飞溅就能越好的被控制住；在短路区间里，当焊接电流和焊接电压出现短路桥断开的典型值时，将焊接的电流和电压骤降，从而控制飞溅时的能量输入，从而減少焊接过程中液态金属的飞溅，增强了操作的安全性，降低成本，提闻生广效率。附图说明图1为本专利技术的电路示意 图2为现有技术的焊接的两个区间对应的焊接电压U和焊接电流I的曲线 图3是本专利技术焊接的两个区间对应的焊接电压U和焊接电流I的曲线 图4为本专利技术中逆变器输出的电压Uinv波形图。图中逆变焊接电源1，逆变器控制部件2，第一开关3，第二开关4，反向电压源5，反向电压源控制部件6，平波电抗器7，线路等效电感8，焊接电极9，エ件10，电压传感器11，电流传感器12，參数设定装置13。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作更进ー步的说明。如图1所示，为ー种具有短路电弧熔滴控制功能的焊机，包括逆变焊接电源模块1、焊接件、逆变器控制部件2、反向电压源5、反向电压源控制部件6、电压传感器11、电流传感器12、參数设定装置13 ;所述逆变焊接电源模块I与焊接件相连构成焊接回路，所述逆变器控制部件2与逆变焊接电源模块I相连用于控制焊接电源的输出，所述反向电压源5通过反向电压源控制部件6控制可与焊接件串联接入焊接回路；所述电压传感器11与焊接件并联，用于测量焊接电压瞬时值，电流传感器12与焊接件串联，用于测量焊接电流瞬时值；所述參数设定装置13与反向电压源控制部件6相连，用于给定焊接过程中电流和电压的设定值；所述电压传感器11，电流传感器12均分别同时与逆变器控制部件2、反向电压源控制部件6相连，所述逆变焊接电源模块1、逆变器控制部件2和反向电压源控制部件6相互连接通过Syn信号同歩。所述逆变焊接电源模块I包括与供电电源相连的逆变器，所述逆变器为PWM脉冲宽度调制方式的逆变器。所述焊接件包括焊接电极9和エ件10 ;所述逆变焊接电源模块1，两端分别与焊接电极9和エ件10相连构成焊接回路。所述逆变焊接电源模块I,为从电网获得的供电电源,经过三相整流桥和同步时钟Syn同步工作的PWM脉冲宽度调制逆变回路，给逆变器提供输入，逆变器的次级经过整流后输出两端分别与焊接电极9和エ件10相连，提供焊接需要的电流电压。所述逆变焊接电源模块I与焊接电极9之间，依次串联有平波电抗器7和线路等效电感8。所述エ件10与逆变焊接电源模块I之间串联有电流传感器12，所述电流传感器12 —路通过第一开关3直接与エ件10连接，另一路通过相串联的反向电压源5和第二开关4与エ件10连接；所述第一开关3和第二开关4由反向电压源控制部件6控制开关。所述第一开关3和第二开关4为IGBT或MOSFET。所述电压传感器11，用于测量焊接电压瞬时值中有代表性的电压值。所述电流传感器12，用于测量焊接电流瞬时值中有代表性的电流值。所述逆变器控制部件2、反向电压源控制部件6和參数设定装置13中安装有微控制器或DSP控制器。本专利技术提供的具有短路电弧熔滴控制功能的焊机，从电网输入的交流电通过逆变 器转换，一端输出给第一开关3直接与エ件10，组成第一个焊接电流回路，和逆变器另一端相连的是一个由平波电抗器7，线路等效电感8和焊接电极9构成的第二个焊接电流回路，平波电抗器7和线路等效电感8产生的电流冲击通过逆变焊接电源模块I内部的续流ニ极管来释放。另ー个电流回路是由反向电压源控制部件6控制的反向电压源5，可以在满足第一个预设条件时，将反向电压源电压源串联到电流回路，满足第二个预设条件时，将反向电压源从焊接回路中断开。逆变焊接电源模块1、逆变器控制部件2和逆变器三者工作通过Syn信号同歩。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有短路电弧熔滴控制功能的焊机，包括逆变焊接电源模块、焊接件、逆变器控制部件、反向电压源、反向电压源控制部件、电压传感器、电流传感器、参数设定装置；所述逆变焊接电源模块与焊接件相连构成焊接回路，所述逆变器控制部件与逆变焊接电源模块相连用于控制焊接电源的输出，所述反向电压源通过反向电压源控制部件控制可与焊接件串联接入焊接回路；所述电压传感器与焊接件并联，用于测量焊接电压瞬时值，电流传感器与焊接件串联，用于测量焊接电流瞬时值；所述参数设定装置与反向电压源控制部件相连，用于给定焊接过程中电流和电压的设定值；所述电压传感器，电流传感器均分别同时与逆变器控制部件、反向电压源控制部件相连，所述逆变焊接电源模块、逆变器控制部件和反向电压源控制部件相互连接通过Syn信号同步。

【技术特征摘要】
1.一种具有短路电弧熔滴控制功能的焊机，包括逆变焊接电源模块、焊接件、逆变器控制部件、反向电压源、反向电压源控制部件、电压传感器、电流传感器、参数设定装置；所述逆变焊接电源模块与焊接件相连构成焊接回路，所述逆变器控制部件与逆变焊接电源模块相连用于控制焊接电源的输出，所述反向电压源通过反向电压源控制部件控制可与焊接件串联接入焊接回路；所述电压传感器与焊接件并联，用于测量焊接电压瞬时值，电流传感器与焊接件串联，用于测量焊接电流瞬时值；所述参数设定装置与反向电压源控制部件相连，用于给定焊接过程中电流和电压的设定值；所述电压传感器，电流传感器均分别同时与逆变器控制部件、反向电压源控制部件相连，所述逆变焊接电源模块、逆变器控制部件和反向电压源控制部件相互连接通过Syn信号同步。2.根据权利要求1所述的具有短路电弧熔滴控制功能的焊机，其特征在于所述逆变焊接电源模块包括与供电电源相连的逆变器，所述逆变器为PWM脉冲宽度调制方式的逆变器。3.根据权利要求2所述的具有短路电弧熔滴控制功能的焊机，其特征在于所述焊接件包括焊接电极和工件；所述逆变焊接电源模块，两端分别与焊接电极和工件相连构成焊接回路。4.根据权利要求2所述的具有短路电弧熔滴控制功能的焊机，其特征在于所述逆变焊接电源模块，为从电网获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾尧，
申请(专利权)人：伊达新技术电源昆山有限公司，
类型：发明
国别省市：