[發明專利]具有可調節電流斜變率的焊接電源

有效

• 申請號: 201780044901.2
• 申請日: 2017-06-29
• 公開（公告）號: CN109475962B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 艾倫·F·史密斯;科迪·J·鮑曼
• 申請（專利權）人: 伊利諾斯工具制品有限公司
• 主分類號: B23K9/10
• 分類號: B23K9/10
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

公開一種具有可調節的電流斜變率的焊接電源(100)。示例焊接電源包括：開關模式電源(102)，以將主電力(112)轉換為具有基于電流控制環路的輸出電流的焊接型電力；電壓感測電路(104)，以測量焊接電壓；電壓比較器(108)，以確定焊接電壓與焊接電弧狀況還是短路狀況相對應；以及控制電路(106)，用于：選擇電流斜變率；以及執行電流控制環路以控制輸出電流，該控制電路被配置成在焊接電壓對應于短路狀況時以電流斜變率增大輸出電流。

相關申請案的交叉引用

本國際申請要求在2016年7月22日提交的題為“具有可調節電流斜變率的焊接電源(Welding Power Supplies Having Adjustable Current Ramping Rates)”的美國臨時專利申請系列號62/365,768的優先權，以及在2017年5月1日提交的題為“具有可調節電流斜變率的焊接電源(Welding Power Supplies Having Adjustable Current RampingRates)”的美國專利申請系列號15/582,972的優先權。美國臨時專利申請系列號62/365,768和美國專利申請系列號15/582,972的全部內容通過引用的方式納入本文。

背景技術

本發明總地涉及焊接系統，并且更具體地說涉及具有可調節電流斜變率的焊接電源。

在過去，焊條焊接市場且更確切地說管道焊接應用已由直流發電機焊接機器主導。直流發電機中固有的由機器的磁性元件設計確定的電弧/焊接特性為管道焊接應用提供高質量的性能。通過選擇直流發電機磁性元件上的抽頭和/或改變發電機勵磁電路中的電阻，可以改變機器響應。傳統的電子控制逆變器/高頻開關焊接電源沒有復制直流發電機的焊接特性，而直流發電機的焊接特性使得直流發電機對于焊條焊接應用具有吸引力。雖然期望的行為是直流發電機中固有的，但是在傳統的高頻開關焊接電源中不存在這種行為。

發明內容

公開了具有可調節電流斜變率的焊接電源，該焊接電源基本上由至少一個附圖說明并且結合這些附圖進行描述，且更完整地在權利要求中闡述。

附圖說明

圖1是根據本發明各方面的具有可調節電流斜變率的示例焊接電源的示意圖。

圖2是說明可響應于檢測焊接操作中的短路狀況的示例電流斜變率的圖形。

圖3是說明在電流控制環路的多次重復時示例電流增加的圖形。

圖4是說明示例電流斜變實施方式的圖形。

圖5是表示示例機器可讀指令的流程圖，這些機器可讀指令可執行以基于所選擇的電流斜變率而響應于短路狀況增大電流。

附圖并非必須按比例繪制。在適當的情形下，類似或相同的附圖標記用于指代類似或相同的部件。

具體實施方式

所公開的示例提供用于控制對于焊條焊接過程的電流響應的方法。所公開的示例控制在短路狀況期間的電流上升速率。在焊條焊接中，在熔融金屬的熔滴從焊接電極的端部轉移至焊接熔池時發生短路。所公開的示例在短路期間增大焊接電流，以熔化熔滴并且返回至焊接電弧狀況。電流的上升速率確定熔融熔滴掉落并且從電極轉移并沉積到焊接熔池中的程度。所公開的示例可在焊接過程微控制器上的軟件中實施，以使得開關模式電源能提供對挖掘電流的控制，以通過改變在焊接過程期間(確切地說，在短路期間)控制電流的方式來模擬直流發電機所特有的對挖掘電流的控制。

通常，電子/逆變器焊接電源已通過限制電源能輸送的最大短路電流來控制短路期間的焊接電流響應。最大短路電流由操作者通過稱為“挖掘”控制或“電弧力”控制的控制方式來控制。通常，“挖掘”控制或“電弧力”控制通過電源的用戶界面上的旋鈕或其他調節件來實現。通常，電流的上升速率針對逆變器電源是固定的，并且并不隨著電弧力控制設定值(即，電流極限值)的增大或減小而改變。