[發(fā)明專利]一種短路過渡焊接方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711393148.6
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108057942A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發(fā)明（設計）人: 黃鵬飛;胡伊通;田延忠;丁斌;李慶祥;白立來;盧振洋
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/133;B23K9/10;B23K9/09;B23K9/095
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種短路過渡焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

a)燃弧階段開始后，使焊接主電流保持Ip1；

b)延遲Tp，之后焊接主電流指數衰減至燃弧基值電流Iab并等待短路階段開始；

c)短路階段開始后，先以上升斜率K1提升焊接主電流至Is；

d)以上升斜率K2提升焊接主電流，短路階段電流最高不超過Isp，若達到Isp后短路階段還未結束則保持恒流；

e)檢測到下一周期燃弧階段開始后，重復進行步驟a；

其特征在于，在進行步驟b的過程中，疊加高頻脈沖電流，具體方法為：燃弧階段開始后，立即或者延遲Thd后開始疊加高頻脈沖電流，疊加高頻脈沖電流的時長為Thf，幅值為Ip2，頻率為F；

所提到的燃弧基值電流Iab的取值范圍為15A<Iab<250A；基值電流Ib范圍為20A<Ib<100A；燃弧峰值Ip1范圍為150A<Ip1<450A；短路電流最大值Isp的取值范圍為350A<Isp<650A；疊加的高頻脈沖電流峰值Ip2范圍為0A<Ip<200A；短路電流Is取值范圍為100A<Is<300A；Tp取值范圍為0ms<Tp<3.5ms；Thd取值范圍為0ms<Thd<3.5ms；Thf取值范圍為1ms<Thf<10ms；Tsd的取值范圍為0<Tsd<2ms；和Tad的取值范圍為0<Tad<2ms；高頻脈沖電流的頻率F至少在1kHz以上；兩段上升斜率80A/ms<K1<120A/ms，30A/ms<K2<90A/ms，且保證K1>K2。

2.根據權利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在進行步驟a至b時，自燃弧開始延遲Tsd后，送絲機以燃弧送絲速度Va送進焊絲；在進行步驟c至d時，自短路開始延遲Tad后，以短路送絲速度Vs送進或者回抽焊絲；Va范圍為2m/min～30m/min，Vs范圍為-30m/min～30m/min負值代表回抽焊絲。

3.根據權利要求1或2所述的焊接方法，其特征在于，在步驟a至b過程中短路階段剛剛到來后，降低焊接主電流至Ib并持續(xù)一段時間Tb；Tb的取值范圍為0～1ms。

4.一種短路過渡焊接系統(tǒng)，其特征在于，包括主電路部分(1)，控制電路(2)和送絲系統(tǒng)(3)三部分構成；

所述的主電路部分(1)包括：主電流輸出部分(11)、高頻脈沖電流輸出部分(12)和焊接電源輸出端(13)；主電流輸出部分(11)和高頻脈沖電流輸出部分(12)分別與焊接電源輸出端(13)相連；

控制電路(2)與主電路部分(1)中的焊接電源輸出端(13)相連，接收焊接電壓U和焊接電流I的反饋；控制電路(2)還與主電路部分(1)中的主電流輸出部分(11)相連，控制短路過渡焊接的主電流；控制電路(2)還與主電路部分(1)中的高頻脈沖電流輸出部分(12)相連，控制高頻脈沖電流峰值Ip2和高頻脈沖電流的頻率；

控制電路(2)與送絲系統(tǒng)(3)相連，控制送絲速度V。

5.根據權利要求4所述的焊接系統(tǒng)，其特征在于，主電流輸出部分(11)包括依次連接的輸入整流電路(1101)、逆變電路(1102)、中頻變壓器(1103)、輸出整流(1104)、濾波電感(1105)。

6.根據權利要求4或5所述的焊接系統(tǒng)，其特征在于，高頻脈沖電流輸出部分(12)包括依次連接的直流恒流源(1201)和電流切換電路(1202)。

7.根據權利要求4至6任意一項所述的焊接系統(tǒng)，其特征在于，控制電路(2)包括單片機控制系統(tǒng)(21)、送絲系統(tǒng)控制及接口電路(22)、人機交互界面(23)、第一驅動電路(24)、切換驅動電路(25)、第二驅動電路(26)；

送絲系統(tǒng)控制及接口電路(22)與送絲系統(tǒng)(3)相連，單片機控制系統(tǒng)(21)與送絲系統(tǒng)控制及接口電路(22)相連，從而實現(xiàn)在焊接過程中控制送絲速度V的目的；

單片機控制系統(tǒng)(21)還與人機交互界面(23)相連，用于更改焊接參數和監(jiān)測焊接的實際數據；

單片機控制系統(tǒng)(21)還與第一驅動電路(24)相連，第一驅動電路(24)與逆變電路(1102)相連，通過發(fā)出PWM信號來控制第一驅動電路(24)中的開關管的導通與關斷，只要改變PWM信號的導通占空比，就調整主電流輸出部分(11)的電流輸出；

單片機控制系統(tǒng)(21)還與切換驅動電路(25)相連，切換驅動電路(25)與電流切換電路(1202)相連，控制電流切換電路(1202)中開關管的開關頻率來改變高頻脈沖電流的頻率；

單片機控制系統(tǒng)(21)還與第二驅動電路(26)相連，第二驅動電路(26)與直流恒流源(1201)相連，通過控制直流恒流源(1201)中開關管的導通占空比來調整直流恒流源(1201)的輸出Ip1；

單片機控制系統(tǒng)(21)還與直流恒流源(1201)的輸出相連，用來接收處理高頻脈沖電流峰值Ip2的反饋；

單片機控制系統(tǒng)(21)還與濾波電感(1105)的輸出相連，用來接收處理主電流反饋；

單片機控制系統(tǒng)(21)還與焊接電源輸出端(13)相連，用來接收處理焊接電壓U和焊接電流I的反饋。