[發明專利]一種鋁合金雙絲雙脈沖焊接方法及其焊接電源

有效

• 申請號: 200910193567.4
• 申請日: 2009-10-31
• 公開（公告）號: CN101791733A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 薛家祥;姚屏;蒙萬俊;魏仲華
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B23K9/09
• 分類號: B23K9/09;B23K9/23;B23K9/095;B23K9/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李衛東;黃磊

1.一種鋁合金雙絲雙脈沖焊接方法，其特征在于兩個主電路分別產生一路雙 脈沖波形，雙脈沖波形指在高頻的基礎上，再對高頻電流波形進行低頻調制，使單 位脈沖的強度在強和弱之間低頻周期性切換，得到周期性變化的強弱脈沖群，兩路 脈沖群通過相位配合實現鋁合金的高效優質焊接，具體的方法包括如下步驟：

1)參數初始化后，DSP控制軟件模塊向人機交互系統發送焊接開始信號，接收獲 取焊接參數，同時根據此參數進行一元化調節，自動獲取其它相對應的焊接參 數；每路脈沖群的參數分別包括：強脈沖峰值電流Ips和時間Tps、強脈沖基值 電流Ibs和時間Tbs、弱脈沖峰值電流Ipw和時間Tpw、弱脈沖基值電流Ibw 和時間Tbw、強脈沖時間Ts和弱脈沖時間Tw；

2)引弧成功后進入正常焊接過程，在此過程中進行瞬時能量熔滴過渡波形控制； 瞬時能量指電弧的瞬時電流和瞬時電壓的乘積，系統通過檢測并調整電源輸出 的瞬時電流、電壓波形，控制熔滴的能量，以達到減小飛濺和控制熔滴大小一 致均勻過渡的目的；

3)DSP首先控制主電路1進入強脈沖階段，主電路2比主電路1滯后一定相位進 入強脈沖控制階段，此相位關系a可調，通過調節相位關系控制焊縫外形；

4)主電路1和主電路2分別進行強脈沖的峰值、基值交替控制，直至強脈沖控制 階段結束，DSP控制主電路1進入弱脈沖控制階段，主電路2比主電路1依然 滯后強脈沖階段時的相位，主電路1和主電路2進行弱脈沖峰值、基值交替控 制，直至弱脈沖控制階段結束；

5)若焊槍沒有松開，則繼續進行強弱脈沖的交替瞬時能量熔滴過渡波形控制，若 焊槍松開，則進入到收弧階段，收弧結束焊機進入等待焊接命令狀態；

6)系統如果沒有接收到具體的焊接參數，那么焊機按照上次設定的參數進行工作。

2.一種鋁合金雙絲雙脈沖焊接電源系統，其特征在于，由DSP控制器、過壓 欠壓保護檢測模塊、人機交互系統、兩個結構組成相同的IGBT軟開關主電路和兩 個結構組成相同的驅動與檢測電路構成；其中，所述的IGBT軟開關主電路由依次 連接的整流濾波模塊、高頻逆變模塊、功率變壓模塊、整流平滑模塊組成，整流濾 波模塊和三相交流輸入電源相連接，整流平滑模塊與負載相連接；驅動與檢測電路 由溫度檢測模塊、高頻驅動模塊、過流檢測模塊、電流電壓采樣檢測與反饋模塊組 成；DSP控制器分別與溫度檢測模塊、高頻驅動模塊、過流檢測模塊、電流電壓采 樣檢測與反饋模塊、過壓欠壓保護檢測模塊和人機交互系統相連接，并包括一JTAG 口；電流電壓采樣檢測與反饋模塊的另一端與負載相連接，過壓欠壓保護檢測模塊 的另一端與三相交流輸入電源相連接，高頻驅動模塊與高頻逆變模塊相連接，過流 檢測模塊的另一端與功率變壓模塊的初級相連。

3.根據權利要求2所述的一種鋁合金雙絲雙脈沖焊接電源系統，其特征在于， 所述的溫度檢測模塊包括溫度傳感器、過熱光耦、外圍電路，溫度檢測模塊的一端 與散熱器相連接，另一端與DSP控制器的中斷輸入引腳相連。

4.根據權利要求2所述的一種鋁合金雙絲雙脈沖焊接電源系統，其特征在于， 所述的DSP控制器分別與高頻驅動模塊、電流電壓采樣檢測與反饋模塊、過壓欠壓 保護檢測模塊、溫度檢測模塊和過流檢測模塊相連接，同時，DSP控制器與人機交 互系統相連接，電流電壓采樣檢測與反饋模塊與人機交互系統相連接，所述的過流 檢測模塊的另一端與功率變壓模塊的初級相連，所述電流電壓采樣檢測與反饋模塊 的另一端與負載相連接，所述的過壓欠壓保護檢測模塊的另一端與三相交流輸入端 相連接，所述的高頻驅動模塊與高頻逆變模塊相連接。

5.根據權利要求2所述的一種鋁合金雙絲雙脈沖焊接電源系統，其特征在于， 所述的過流檢測模塊的傳感器連接在功率變壓模塊初級線圈上，傳感器與負載連接 獲得電流采樣信號，電壓信號直接從負載兩端取得。

6.根據權利要求2所述的一種鋁合金雙絲雙脈沖焊接電源系統，其特征在于， 所述的高頻驅動模塊包括4個由光耦TLP250與外圍電路構成的高頻驅動單元，其 中每個光耦的輸入都與DSP控制器的輸出相連。