[發明專利]用于短弧焊接的系統和方法

有效

• 申請號: 201780074364.6
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN110035862B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 賈斯丁·杜里克;羅伯特·戴維森
• 申請（專利權）人: 伊利諾斯工具制品有限公司
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/073;B23K9/095;B23K9/09
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎;施嘉薇

1.一種控制短路焊接過程的方法，所述短路焊接過程具有交替的短路狀態和電弧狀態，所述方法包括：

在所述短路狀態下將電流增大到第一短路電流幅值；

此后，以第一減小速率使電流從所述第一短路電流幅值減小；

在轉變電流下從所述短路狀態轉變到所述電弧狀態；

監測直至所述轉變的經過時間和所述轉變電流中的至少一個；

將所述監測的直至所述轉變的經過時間和所述轉變電流中的至少一個的函數與期望值進行比較；

將所述電弧狀態下的電流增大到峰值電弧電流幅值；

將所述電弧狀態下的電流減小到背景電流幅值；

基于至少一個或更多個過去的周期的比較，調節后續的周期的短路狀態的短路狀態參數和后續的周期的電弧狀態的電弧狀態參數中的至少一個，以實現后續的周期的短路狀態轉變電流的期望變化；以及

重復這些操作。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，調節后續的周期的短路狀態的短路狀態參數和后續的周期的電弧狀態的電弧狀態參數中的至少一個包括調節所述后續的周期的電弧狀態的所述電弧狀態參數。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，調節后續的周期的短路狀態的短路狀態參數和后續的周期的電弧狀態的電弧狀態參數中的至少一個包括調節所述后續的周期的短路狀態的所述短路狀態參數。

4.根據權利要求3所述的方法，所述方法進一步包括：

基于來自輸出的反饋來預測所述轉變；以及

響應于所述預測而以第二減小速率減小所述電流，其中所述第二減小速率具有比所述第一減小速率更大的幅值。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述函數響應于在所述短路狀態的至少一個階段期間提供的熱量，并且其中所述期望值響應于在所述短路狀態的所述至少一個階段期間提供的期望熱量。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，調節所述后續的周期的短路狀態的短路狀態參數包括下列項中的至少一項：增加短路狀態電流幅值以減少所述后續的周期的短路狀態中的時間和熱量，以及減少所述短路狀態電流幅值以增加所述后續的周期的短路狀態中的時間和熱量。

7.一種用于提供焊接輸出的短路焊接系統，所述焊接輸出由多個交替的短路狀態和電弧狀態構成，其中所述焊接輸出從短路狀態改變到電弧狀態時的電流幅值是轉變電流，所述短路焊接系統包括：

功率電路，所述功率電路布置為接收功率并提供焊接輸出，并且所述功率電路具有控制輸入；

反饋電路，所述反饋電路連接到所述功率電路并且具有響應于至少輸出電流和輸出電壓的反饋輸出；以及

控制器，所述控制器具有連接到所述控制輸入的控制輸出，并且具有連接到所述反饋輸出的反饋輸入，其中所述控制器包括提供多個短路狀態參數的短路狀態模塊，以及提供多個電弧狀態參數的電弧狀態模塊，

其中所述短路狀態模塊包括短路狀態斜坡模塊，所述短路狀態斜坡模塊在處于短路狀態中時命令增加電流，直到所述電流達到第一短路電流幅值，并且其中所述短路狀態斜坡模塊此后響應于至少一個短路狀態斜坡模塊輸入來命令以第一減小速率將電流從所述第一短路電流幅值減小，

其中，所述短路狀態模塊包括經過時間監測模塊，所述經過時間監測模塊監測直至所述轉變的經過時間和所述轉變電流中的至少一個，并且所述多個短路狀態參數響應于所述經過時間監測模塊，

其中所述短路狀態模塊包括比較模塊，所述比較模塊將監測的所述直至轉變的經過時間與所述轉變電流中的至少一個的函數與期望值進行比較，并且

其中，所述短路狀態模塊根據至少一個過去的周期的短路狀態且響應于所述比較模塊的輸出，提供后續的周期的短路狀態的所述多個短路狀態參數，以實現所述后續的周期的短路狀態的所述轉變電流的期望變化。

8.根據權利要求7所述的系統，所述系統進一步包含轉變預測模塊，所述轉變預測模塊從所述反饋電路接收信號，且具有經連接以向所述短路狀態斜坡模塊輸入提供預測輸出的輸出。

9.根據權利要求7所述的系統，其中，所述比較模塊接收作為第一輸入的信號，所述作為第一輸入的信號指示在所述短路狀態的至少一個階段期間提供的熱量，并且其中所述比較模塊接收作為第二輸入的信號，所述作為第二輸入的信號指示在所述短路狀態的至少一個階段期間的期望熱量。