用于控制和/或调节焊接设备的方法以及焊接设备技术

本发明专利技术涉及控制和／或调节焊接设备（１）的方法，其中所述焊接设备（１）包括焊丝（１３），在引燃电弧（１５）以后，进行冷金属过渡焊接工艺；还涉及用来实施所述方法的焊接设备（１）。为了建立用来控制工件热输入和／或额外材料引入的各种可能性，在至少一些短路阶段（３３），改变焊接电流Ｉ和／或焊接电压Ｕ的极性。将焊接电流Ｉ和／或焊接电压Ｕ的幅值设定为限定值，从而防止焊丝（１３）熔融或产生短路连接，而且在短路阶段（３３）的结束或者在电弧阶段（３６）的开始处，仅借助焊接电流Ｉ和／或焊接电压Ｕ而不使用辅助电压源来重新引燃电弧（１５），就能够在提升焊丝（１３）离开工件（１６）时，安全地重新引燃电弧（１５）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制和/或调节焊接设备的方法以及焊接设备 本专利技术涉及分别借助熔化电极和焊丝来分别控制和/或调节焊接设备和焊接电流源的方法，其中在引燃电弧后，实施冷金属过渡(CMT)焊接工 艺，在该工艺中，朝向工件的方向输送焊丝，直到焊丝接触工件，接着， 在形成短路后，在短路阶段，逆转焊丝的输送方向且使焊丝离开焊接件， 直到断开短路，其中调节用于焊接电流和/或焊接电压的电流，使得在电弧 阶段，发生焊丝熔化，即形成熔滴。而且，本专利技术涉及焊接设备，其包括焊接电流源、控制装置和焊枪， 所述焊接设备进一步包括输入和/或输出装置和/或远程控制器，用来调节不 同的焊接参数并且用来调节和选择至少一个用于热平衡或者向待处理工件 的热输入的参数。用来控制焊接电流源的方法从EP1384546A2中获悉，其中焊接电流的 波形包括至少一个电弧和/或ARC部分和短路部分。在焊接工艺中，通过 向前移动焊丝直到其接触工件而引入短路阶段，且通过向后拉动焊丝而引 入电弧阶段。在提升焊丝离开工件而形成电弧之前，在短路阶段，施加焊 丝的短路部分。在这种情况下，短路部分在焊接电流周期内具有电流最大 值，使得在短路阶段，高电流流经焊丝和工件。在形成电弧的情况下，向 后拉动电极时，施加数值较低的焊接电流的ARC部分。因此，焊接电流的 波形与焊丝的向后运动相协调，其中焊接电流的波形具有几个不同的相位。在该文献中，劣势是所有可能的焊接方法都被指出了，但是没有以任 何方式描述怎样移动焊丝来使用这些焊接方法。而且，作为现有技术一部分的焊接电流源从EP1384547A2中已知。用 来输送焊丝的方法和装置从EP1384548A1已知。焊丝输送装置从 EP1384549A2中已知。利用从现有技术中已知的方法和装置，已经证明只能以有限的程度控 制和调节焊接工艺的热输入是不利的。在工件焊点区域内存在显著的热输 入，因为焊接电流必须在焊接工艺期间的每个时间点保持在特定的水平， 使得电弧不会熄灭。工件在焊点区域被所施加的强电流剧烈地加热，这对焊接接头产生了负面影响，特别是在短路阶段，因为在该阶段，施加了数 值更高的焊接电流的短路部分。因此在已知方法中在焊接过程中控制热输 入特别是热量减少的可能性受到限制。这导致以下缺点仅能较差地焊接 或者根本不能焊接薄金属板，例如厚度在几个毫米或者丝米范围内的金属板，和/或低熔点材料，例如铝合金。本专利技术的目的在于提供一种控制和/或调节焊接工艺和焊接电流源的方 法，该方法允许以更多的可能性来控制工件的热输入和填料的引入，且该 方法扩展了焊接工艺和焊接设备的应用领域，其中可以以更为灵活的方式 设计焊接工艺。特别是，在焊接工艺中产生的热能得以减少。进一步的目的在于提供上述焊接设备，利用该设备，能够灵活地实施 工件的热输入和填料的引入，因此应用领域得以扩展。关于上述方法，本专利技术的目的是通过以下方式实现的在焊接工艺的 至少 一 些短路阶段，将焊接电流I和/或焊接电压U的极性调节到限定值， 从而分别防止焊丝和短路桥的熔断，而且在短路阶段的结束或者电弧阶段 的开始处，当提升焊丝使其离开工件时，仅借助焊接电流I和/或焊接电压 U而不需要任何辅助电压来重新引燃电弧，就能够安全地重新引燃电弧。 在这种情况下，有利的是通过改变焊接电流I的极性，特别是在恒定的焊 接电流水平下改变焊接电流I的极性，能够控制待焊接工件的热输入，和/ 或待引入熔池的填料量。特别是，根据需要，热输入可以减小到最小值， 从而可以焊接或者钎焊薄壁工件，例如薄金属板和/或低熔点材料，或者金 属合金，例如铝。这可能要归功于填料向工件的基本上无电流的转移，这 种转移发生在电流极性逆转的时间点。进一步的优势在于，电流极性逆转 与焊丝运动相配合。在短路阶段，即在焊丝接触工件时，焊接电流的极性 改变，由此，不需要额外的辅助电压源用来重新引燃电弧，而在电弧燃烧 阶段发生极性逆转则需要额外的辅助电压源。只要保护气体柱不被离子化， 即在短路阶段不存在电弧，上述情况就是可能的，其中当焊丝被提起时， 电弧被焊接电流引燃，通过焊接电流和/或焊接电压的特殊波形，该电流被 调节和/或限制到限定的水平。由于不需要辅助电压源，因此能够制造低成 本和结构简单的焊接设备。由于权利要求2的方案，通过焊丝的熔化安全地形成熔滴。而且，填料的熔断体积，即熔滴尺寸可以根据需要由电弧阶段施加的电流强度来有 利地确定。权利要求3的方案也是具有优势的，因为用于形成熔滴的填料量也会 因此受到影响。例如，借助在随后的电弧燃烧阶段在短路阶段期间所施加 的较大电流，由相同的电弧电流形成更大的熔滴，从而可以在随后的短路 阶段将更大量的填料引入熔池。在使用具有高电阻率的填料时这种影响特 别强。权利要求4的方案允许通过直接接触工件且同时施加低电流和/或不施 加电流而可靠地分离熔滴，因此避免了形成飞賊。权利要求5和6的方案也是具有优势的，因为可以由此以许多不同方 式改变和控制热输入和/或引入的填料量，从而所述焊接工艺可以用于最为 不同的焊接接头和材料组合以及材料厚度。根据权利要求7的特征的方法也是具有优势的，因为周期性重现的焊 接电流波形控制起来不费力，且利用该焊接工艺可以在许多情况下生产质 量连续恒定的坪接接头。权利要求8的方案是具有优势的，因为在偶然发生干扰和/或仅不时发 生干扰和/或外部影响的情况下，通过不规则地逆转焊接电流的极性，可以 额外导致焊接工艺的调节变得灵活，且可以提高焊接工艺的适应性。例如， 根据需要，控制装置可以确定焊接电流极性的逆转，以防不能保持当前检 测的用于焊接工艺的所需值。由于权利要求9所述的方案，有利地实现了焊接工艺的自动的和独立 的参数化。权利要求IO的方案也是具有优势的，因为基于手动调节的用户设置可 以独立地调节焊接电流的波形，且由此可以保证焊接设备使用简单且其用 户友好性显著提高。权利要求11的方案是具有优势的，因为这些方案也允许通过外部控制 来逆转焊接电流的极性。权利要求12的方案也是具有优势的，因为对于不同的极性，可以由控 制装置分别调节或限定用于焊丝馈送速率的不同预设值以及由这些值限定 的工艺参数，诸如填料的熔断率，，从而达到显著提高的工艺稳定性，且焊接工艺可以以更为多变的方式进行。而且，权利要求13和14的方案也是具有优势的，因为这些方案允许 在电弧阶段改变焊接电流的极性，从而可以调整参数以更好地适应焊接任 务。因此，对于不同的应用场合，可以更为精确地优化焊接工艺。权利要求15和16的方案是具有优势的，因为实现了改善的间隙桥接 能力和/或更好的焊接熔深，由此，特别是，能够补偿待焊接工件的公差。本专利技术的目的由上述焊接设备来实现，其中控制器件与输入和/或输出 装置和/或远程控制器相关联，所述控制器件被设计用来基于至少一个被调 节或被选择的、用于热平衡或者热输入的参数而限定焊接电流I和/或焊接 电压U发生极性改变的时间点。所述焊接设备具有以下优势利用具有上 述设计的控制器件，通过根据所述时间点确定焊接电流的极性，能够非常 精确和非常独立地调节热能的输入和/或填料的引入以适应当前的焊接情 况。焊接电流的依赖调节的极性变化的其他优势可以从以上和以下描述中 得知。在权利要求18至20中，描述了焊接设备的有利设计，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种借助焊丝（１３）分别控制和／或调节焊接设备（１）和焊接电流源（２）的方法，其中在引燃电弧（１５）以后，实施冷金属过渡（ＣＭＴ）焊接工艺，在该工艺期间，将焊丝（１３）沿工件（１６）的方向输送，直到焊丝（１３）接触工件（１６），接着，在形成短路之后，在短路阶段（３３），使焊丝输送方向逆转且将焊丝（１３）从工件（１６）移开，直到断开短路，其中对焊接电流Ｉ和／或焊接电压Ｕ进行调节，使得焊丝（１３）在电弧阶段（３６）熔化，即形成熔滴，其特征在于，在至少一些短路阶段（３３），焊接电流Ｉ和／或焊接电压Ｕ的极性改变，其中将焊接电流Ｉ和／或焊接电压Ｕ的幅值调节到限定值，从而分别防止焊丝（１３）和短路桥的熔断，而且在短路阶段（３３）的结束或者在电弧阶段（３６）的开始处，仅通过焊接电流Ｉ和／或焊接电压Ｕ而不需要任何辅助电压来重新引燃电弧（１５），就能够在提升焊丝（１３）离开工件（１６）时，安全地重新引燃电弧（１５）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫阿特尔斯梅尔，杰拉尔德巴特，
申请(专利权)人：弗罗纽斯国际有限公司，
类型：发明
国别省市：AT[奥地利]