[發(fā)明專利]自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的方法和用于執(zhí)行所述方法的控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080067422.0
• 申請(qǐng)日: 2010-06-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103079741A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·阿博格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 依賽彼公司
• 主分類號(hào): B23K9/095
• 分類號(hào): B23K9/095
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 袁玥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的方法。本發(fā)明還涉及一種焊接方法，其被細(xì)分成執(zhí)行焊接測(cè)試以導(dǎo)出焊接參數(shù)的參數(shù)設(shè)置焊接操作，和基于參數(shù)設(shè)置焊接操作期間所導(dǎo)出的焊接參數(shù)的后續(xù)焊接操作。本發(fā)明還涉及一種被配置用來(lái)執(zhí)行所述方法的控制器。

背景技術(shù)

MIG/MAG焊接是一種其中電極被持續(xù)送往工件的焊接過(guò)程。電源產(chǎn)生焊接電壓和焊接電流。在焊接過(guò)程期間，主要通過(guò)由電源產(chǎn)生的電弧加熱工件。部分通過(guò)電極中隨著焊接電流流動(dòng)通過(guò)電極伸出部分而產(chǎn)生的電力，且部分通過(guò)由電弧本身產(chǎn)生的熱來(lái)加熱電極。電極伸出部分是自由焊絲端與接觸尖端之間出現(xiàn)過(guò)渡到電極的電流的焊絲的一部分。焊接過(guò)程的基本控制旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于電極饋送速度的電極熔化速度。焊接過(guò)程的另一個(gè)基本控制是實(shí)現(xiàn)在可取的金屬過(guò)渡模式中操作焊接過(guò)程。控制的另外對(duì)象（例如）可以是影響傳遞到工件的熱量。

在三個(gè)基本金屬過(guò)渡模式的一個(gè)中發(fā)生MIG/MAG焊接。在短弧焊接中，通過(guò)短路熔滴而發(fā)生從電極到工件的材料運(yùn)輸。在圖2中示意地公開(kāi)短弧焊接過(guò)程。因?yàn)樗鲞^(guò)程由交替電弧和短路熔滴的過(guò)渡組成，所以電極與工件之間的平均電壓變低，且因此到基材的熱傳遞將保持適度。

當(dāng)所供應(yīng)的電力增加時(shí)，一個(gè)進(jìn)入混合電弧區(qū)，此處通過(guò)短路熔滴和非短路熔滴的混合物而發(fā)生材料運(yùn)輸。引起難以控制的不穩(wěn)定電弧，其具有許多焊接飛濺物和焊接煙霧的風(fēng)險(xiǎn)。通常在這個(gè)區(qū)中避免焊接。

在足夠高的供應(yīng)電力下，過(guò)程進(jìn)入噴射區(qū)，此處通過(guò)沒(méi)有短路的精細(xì)分散的小熔滴而發(fā)生材料運(yùn)輸。飛濺物的量明顯比短弧焊接中少。供應(yīng)到基材的熱將在此更大，且所述方法主要適合于更厚的工件。

在噴射區(qū)中，通過(guò)使用控制電源的先進(jìn)控制器，脈沖焊接是可能的。在脈沖焊接中，控制器控制焊接電流的波形以確保一個(gè)接一個(gè)地適當(dāng)掐斷熔滴。每個(gè)脈沖分離一個(gè)熔滴，且熔滴變得足夠小而不會(huì)短路。這種方法導(dǎo)致從噴射區(qū)以低焊接飛濺物的形式的優(yōu)點(diǎn)而沒(méi)有較大熱傳遞的缺點(diǎn)。

焊接電源可由其靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性來(lái)描述。電源的靜態(tài)特性描述在恒定負(fù)載條件下輸出電壓如何取決于輸出電流。電源的動(dòng)態(tài)特性描述在變化負(fù)載條件下輸出電壓如何取決于輸出電流。

經(jīng)常在靜態(tài)電壓-電流圖（U-I圖）中呈現(xiàn)焊接能源的靜態(tài)特性。可在電壓對(duì)時(shí)間的圖以及電流對(duì)時(shí)間的圖中，或隨著加工點(diǎn)移動(dòng)而在時(shí)間上評(píng)估的電壓對(duì)電流的圖中呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)特性。

焊接能源的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性均影響焊接過(guò)程。由于靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性之間的相互干擾，所述過(guò)程的最優(yōu)化較困難。

焊接機(jī)器中電源的靜態(tài)特性必須適合焊接過(guò)程所選擇的金屬過(guò)渡模式。適合短弧焊接的MIG/MAG機(jī)器被視作具有略微減小特性的恒定電壓源，每100A通常是3V。這可對(duì)比于TIG焊接機(jī)器，在TIG焊接機(jī)器中取而代之電流是恒定的。

在不太成熟的焊接機(jī)器中具有電極饋送速度的設(shè)置旋鈕和從焊接機(jī)器中的焊接變壓器選擇若干電壓出口的一個(gè)的設(shè)置旋鈕。這可被控制用于產(chǎn)生焊接電壓的晶閘管上的點(diǎn)火角的輪所取代。在現(xiàn)代變極機(jī)器中，焊接電壓可以以較大精度控制。對(duì)比于具有晶閘管或需要適合每個(gè)焊接方法和焊接情況的步驟控制的變壓器的其它電源構(gòu)造，具有開(kāi)關(guān)模式電源和微處理器控制的晶體管的現(xiàn)代變極器技術(shù)提供靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性兩者的更快和更精確的控制。

對(duì)于焊接操作者來(lái)說(shuō)，針對(duì)特定電極速度選擇適當(dāng)?shù)碾妷簠⒖贾悼赡茌^困難，因?yàn)檫m當(dāng)參考值取決于如電極材料、電極尺寸和保護(hù)氣體類型的這些因素。現(xiàn)今的焊接機(jī)器中通常包括在焊接機(jī)器的控制計(jì)算機(jī)中以適當(dāng)焊接參數(shù)的形式針對(duì)上文提及的影響因素值的不同組合（所謂的協(xié)同作用線）體驗(yàn)各種電極饋送速度。對(duì)于影響因素的所有組合生產(chǎn)這類線表示以測(cè)試焊接和文檔整理形式的大量工作。此外，電極質(zhì)量可能在不同的遞送之間變化，且因此導(dǎo)致先前測(cè)試的協(xié)同作用線不再運(yùn)作。此外，現(xiàn)在在沒(méi)有指定氣體組合物的情況下用供應(yīng)商的特定名稱銷售保護(hù)氣體。這也導(dǎo)致適合于所有焊接情況的具有預(yù)定量的協(xié)同作用線上的問(wèn)題。即使隨后重復(fù)明顯相同的焊接情況也并不總是成功，因?yàn)闅怏w的組合物或焊接電極可能已在沒(méi)有注意到的情況下被制造商改變。顯然，當(dāng)焊接新的批次時(shí)這會(huì)導(dǎo)致棘手的不確定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是通過(guò)減少開(kāi)始焊接過(guò)程時(shí)必須考慮的因素的數(shù)量而促進(jìn)不同焊接情況的焊接。

通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。