半自动热丝惰性气体保护钨极弧焊设备制造技术

半自动热丝ＴＩＧ焊接设备包括有：可移动的ＴＩＧ弧焊枪和送丝焊把；激励弧焊枪的热丝转换电源；送丝设备和基焊件；还有焊接状态控制装置和声音鉴别控制装置，分别用于控制焊丝加热功率与送丝率匹配和根据焊工的声音指令控制焊接状态。应用本发明专利技术，焊工两手可以分别持送丝焊把和ＴＩＧ弧焊枪，既便于按期望调节电弧和焊丝的插入位置，且仍能用声控快速方便地调整弧电流和调节送丝率以便调节焊接状态。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到TIG(钨极惰性气体保护)弧焊设备，具体地涉及到适合于进行半自动热丝TIG电弧的焊接。图1为常规技术中自动TIG焊接的一例，其中所示的热丝TIG弧焊设备的布置表明焊丝是在激历和加热的条件下喂送的。直流弧焊电源3被接在钨电极1和基焊件2之间，并且在氩氣保护中以钨电极做为负极而生成电弧，焊丝5由送丝设备6馈送，它经过导管7、焊丝导向器9和接在导管7上的焊咀8而被送到产生电弧的部位，并且同基焊件2发生接触。在这种情况中，焊接电源10被接通到焊咀8与基焊件2之间的部位，于是直流或交流电流流经焊丝5而产生焦耳热，借此热量加速了焊丝5的熔化速度。在进行普通的手动TIG焊接中，当需要熔敷金属时，左手持一根焊条(例如直径2mm，长600mm)而右手持一个TIG弧焊枪，借此在手动馈送熔敷金属的同时而进行焊接。另一方面在进行自动TIG焊接的情况中，利用常电动机的自动送丝设备来喂送焊丝，其中焊丝喂管和TIG弧焊枪固定地夹在台架上，而该台架则被装在焊接用的电焊车上。众所周知半自动TIG焊接为介乎上述两种焊接方法之间的一种。图2即为市场供应的一种半自动TIG焊枪，该焊枪的结构为，焊丝导向器9被半固定地装在可移动的TIG焊枪架11上，并且焊丝借助送丝设备以一预定速率自动喂送。由于必需将焊丝5的前端送到电弧4所形成的熔池12中的适当位置，所以TIG焊枪架11装上了调节器13，以便细调焊位。焊工用左手操作一个装在送丝设备的远方控制盒上的按纽来调节送丝率，同时右手持住焊枪14并且调节焊枪位置。在冷丝法焊接的情况中焊丝5通常不激历也不加热，焊丝5被从焊接的进行方向同向地送入。然而，在热丝法中焊丝5受激历和加热，它被从相对于焊接进行方向的后面送入。在图2所示的焊接法中，在焊接进行中改变焊接进行方向时，需要同时也改变送丝位置，这只能以调节该调节器13的左手去调节焊丝5的送入位置，但是，在TIG焊接中电弧4需要精密控制其弧长时，则很难同时实现此精密控制和前述焊丝位置的调节，终归是在焊接进程中调节器13利用不上，结果，在操作焊枪中不可避免成为只能操作改变焊枪14的方向来改变焊接进行方向。再者，在图2中为了利用焊枪14来取得合适的焊接状态，必需对焊丝5的前端浸到熔池12中的位置保持在最佳位置，但当在焊枪14和基焊件2之间所形成的角度改变时，则该焊丝5的前端浸到熔池12中的位置改变很大。总之应掌握焊枪14的角度使维持为常数。如上所述，在半自动TIG焊接中，焊丝导向器9被固定在TIG焊枪架11上，焊枪14的活动是有限的，并且在焊接操作中自由度总归受到很大的妨碍。然而，若焊丝导向器9与TIG焊枪导向器11子离，则在进行焊接时TIG焊枪架11就需持在右手而焊丝导向器9被持在左手，这时出现的缺点是，两只手全被占用了，故而对焊丝5的送丝率的调节以及对电弧电流的调整所需的远方操作便无力进行了。根据上述原因，接枪14，其中包括图2所示的焊枪架11和焊丝导向器9，是整体形成的，这样就能用一只手掌握，但是，焊枪14的可控性不是很好的。结果，这种半自动TIG焊接，尽管其溍有很大的需要然而卻未被广泛应用。本专利技术已研究出克服先有技术中的上述缺点，并旨在提供出一种TIG焊接设备，将它用在自动送丝的TIG焊接中，以一只手持焊丝导向器，另只手持TIG弧焊枪，而很方便地进行焊接。为此目的，本专利技术特设计了一种半自动热丝TIG焊接设备，其中包括有一个可移动的TIG弧焊枪;一个可移动的送丝焊把;一个热丝转换电源，用于激历所述的TIG弧焊枪、所述的送丝焊枪和基焊件。一个送丝设备，用于将焊丝以所期望的速率送到送丝焊把上;一个焊接状态控制装置，用于控制焊丝加热功率，以便使焊丝得到与送丝率匹配的加热功率;一个声音鉴别控制装置，用于监别从焊工发出的整定焊接状态的听觉信号及将此信号送到所述的焊接状态控制装置中。按照本专利技术，焊接操作是以一只手持送丝焊把和另只手持TIG弧焊枪来进行的，所以，电弧和焊丝所插入的位置能按照期望进行调节，虽然两手都被占用，但是命令可由声音发出、所以焊接状态的调节，例如焊弧电流的调整和送丝率的调节都能在焊接中迅速兑现。再者，焊工能以即时改变送丝率的方法适应焊丝的各种变化，所以，焊接能进行得犹如利用焊条进行手工TIG焊接时一样的感觉。图1为解释一般应用的热丝TIG焊接设备布置的视图;图2为解释常规的半自动TIG焊枪应用状态的视图;图3为解释本专利技术的半自动TIG焊接设备各部件的配置图;图4为本专利技术用的焊接电源输出电流的解说图;图5为本专利技术TIG弧焊接的控制系统方框图;图6为例述焊丝加热功率与焊丝熔融率之间关系的曲线;图7为说明焊丝伸出长度与其电阻值之间的关系曲线;图8为按照本专利技术进行控制送丝率与焊丝伸出长度匹配的关系曲线;以及图9为本专利技术的设备根据声音指令操作时各部分动作的方框图;下面参照附图对本专利技术的一个实施例进行详细解释。图3说明本专利技术适于半自动TIG焊接用热丝转换TIG焊接电源进行工作的各部件配置关系。在图3中，一具手动TIG弧焊枪17，一具手动送丝焊把18和一块基焊件2都被分别接于热丝转换TIG焊接电源15，并从这里取得激发TIG焊弧和加热焊丝用的电流;一台送丝设备16对送丝焊把18喂送焊丝;电源15中并有一台焊接状态控制装置23，它与送丝设备16和声音监别控制装置22分别有电气连接;焊工用的保护面罩19设有用液晶体作的弧光防护过滤器20，它以电操作变黑或透亮;以及一个麦克风21，它被置于面罩里靠近焊工的咀处。焊工发出的声音被麦克风21检测到并送入声音监别控制装置22中，在这里形成与声音相对应的指令信号，然后传送到并在焊接电源15内的焊接状态控制装置23中。当焊接行到电弧4的位置，并企图如前所述用双手调节送丝5时，这在普通的热丝TIG焊接的情况中，电弧4开始受到流经焊丝5的加热焊丝电流产生的电磁吹弧作用，并出现了这样的缺点，即在TIG弧焊枪17的钨极和焊丝5之间的位置关系产生随机的变改，结果电磁吹弧条件不稳定，从而得不到所期望的稳定焊接，在本实施例中，利用热丝转换TIG焊接电源作为热丝TIG焊接的电源从而消除了这一缺点。图4说明了热丝转换TIG焊接法的原理，在此热丝转换TIG焊接法中应用了脉冲电弧，如图4所示，在电弧为峰值电流期间Tp内焊丝中不流过电流，焊丝电流只通过一预定时间间隔tw，而tw只是弧电流很低的基本电流时间间隔Tb中的一部分，由于这一安排，虽然在弧电流很低的基本电流时间间隔Tb内产生了电磁吹弧，并且有一小部分被分配给熔融基焊件，然而焊丝在峰值电流时间间隔TP期间则不流过电流，而把它们分配给基焊件进行大量熔融，借此而无电磁吹弧产生。采用了这种方法，成为热丝TIG焊接中一大问题的电磁吹弧问题基本上被消除。结果，甚至在弧长被增大、焊丝电流被提高以及插入焊丝的角度和位置在变化的情况下，该热丝TIG焊接几乎也能象一般冷焊接情况一样的完成。现在来看半自动焊接，其中焊丝5是在一预定速率下自动喂送的，这时要使焊丝的实际熔融率与送丝率得到平衡是一极大的困难。例如，当送丝率比其熔融率稍微快些的时候，则焊丝5的伸出长度加大，并且位于送丝焊把18前端部上用于激历焊丝的焊咀8和基焊件之间的距离，也即伸出长度e逐渐增大，以致不能进行正常焊接。相反，如果送丝率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一台半自动热丝ＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ－Ｉｎｅｒｔ－Ｇａｓ－钨极惰性气体保护）焊接设备，其特征为包括有：一个可移动的焊枪；一个可移动的送丝焊把；一个热丝转换电源，用于激励所述的ＴＩＧ弧焊枪，所述的送丝焊把和基焊件；一个送丝设 备，用于将焊丝以所期望的速率送到送丝焊把上；其特征为还包括有：一个焊接状态控制装置，用于控制焊丝的加热功率，以便使焊丝得到与送丝率匹配的加热功率；以及一个声音鉴别控制装置，用于鉴别从焊工发出的整定焊接状态的听觉信号及将此信号送到所述 的焊接状态控制装置中。

【技术特征摘要】
JP 1985-6-3 118917/85;JP 1985-10-8 153108/85;JP 191.一台半自动热丝TIG(TungstenInertGas-钨极惰性气体保护)焊接设备，其特征为包括有一个可移动的焊枪；一个可移动的送丝焊把；一个热丝转换电源，用于激励所述的TIG弧焊枪，所述的送丝焊把和基焊件；一个送丝设备，用于将焊丝以所期望的速率送到送丝焊把上；其特征为还包括有一个焊接状态控制装置，用于控制焊丝的加热功率，以便使焊丝得到与送丝率匹配的加热功率；以及一个声音鉴别控制装置，用于鉴别从焊工发出的整定焊接状态的听觉信号及将此信号送到所述的焊接状态控制装置中。2.按照权利要求1所述的半自动热丝TJG焊接设备，其中所述的电源为一脉冲电弧电源，并且仅在电弧的基本电流时间间隔激励焊丝。3.按照权利要求1所述的半自动热丝TIG焊接设备，还包括有一个装置，在其中按照公式P＝20·K·V+Iam来求取焊丝的加热功率;式中P是施加的焊丝加热功率(W)，K是比例常数，V是送丝率(g/min)，以及Iam是电弧电流的平均值(A);并且将这样所求得的结果与实际检测的由焊丝的电流和电压波形的实时乘积得出的焊丝加热功率的平均值作比较，并且以反馈控制施加到焊丝...

【专利技术属性】
技术研发人员：胜义堀，俊春明贺，美春四宫，美春祝，英二渡边，和喜草野，俊明田桑，
申请(专利权)人：巴布考克日立株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]