[發(fā)明專利]一種連續(xù)脈沖鎢極氬弧焊臨界熔透控制方法、裝置與系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911356200.X
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111331229A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李春凱;席保龍;石玗;顧玉芬;張恒銘;朱明
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/32
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種連續(xù)脈沖鎢極氬弧焊臨界熔透控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1、對實時所獲取的每個脈沖周期內(nèi)基值階段熔池振蕩時域信號進行快速傅里葉變換，并獲取熔池振蕩頻率的波峰個數(shù)和波峰頻率特征值；

S2、利用波峰個數(shù)與波峰頻率特征值的反饋量判斷傳感焊縫熔透狀態(tài)，并實時調(diào)整焊接電流控制焊縫臨界熔透狀態(tài)。

2.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)脈沖鎢極氬弧焊臨界熔透控制方法，其特征在于，在步驟S1之前還包括步驟：

S0、實時采集熔池振蕩時域信號。

3.如權(quán)利要求1所述的連續(xù)脈沖鎢極氬弧焊臨界熔透控制方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括以下步驟：

S20、當(dāng)檢測到的波峰個數(shù)為2時，判斷熔池為臨界熔透狀態(tài)，給出控制信號保持下一個脈沖周期的峰值電流不變(I_P+i＝I_P+i-1)；

S21、當(dāng)檢測波峰個數(shù)為1時，判斷熔池為未熔透或過熔透，進一步通過波峰頻率特征值與預(yù)設(shè)閾值k進行比較：

當(dāng)熔池特征振蕩頻率f＞閾值k時，判斷熔池為未熔透狀態(tài)，給出控制信號增大下一個周期的峰值電流(I_P+i＝I_P+i-1+ΔI)，增大焊接熱輸入，使其接近臨界熔透狀態(tài)；

當(dāng)熔池特征振蕩頻率f＜閾值k時，判斷熔池為過熔透狀態(tài)，減小峰值電流(I_p+i＝I_p+i-1-ΔI)，降低焊接熱輸入，使其接近臨界熔透狀態(tài)。

4.一種連續(xù)脈沖鎢極氬弧焊臨界熔透控制裝置，其特征在于，該裝置包括PCI板卡、信號分析模塊、控制模塊、熔池振蕩傳感器，所述PCI板卡分別與熔池振蕩傳感器、信號分析模塊、控制模塊電信號連接；其中，

信號分析模塊，用于對實時所獲取的每個脈沖周期內(nèi)基值階段熔池振蕩時域信號進行快速傅里葉變換，并獲取熔池振蕩頻率的波峰個數(shù)和波峰頻率特征值；

控制模塊，用于利用波峰個數(shù)與波峰頻率特征值的反饋量判斷傳感焊縫熔透狀態(tài)，并實時調(diào)整焊接電流控制焊縫臨界熔透狀態(tài)；

所述PCI板卡，用于采集熔池振蕩傳感器輸出的熔池振蕩時域信號并將該信號輸出至信號分析模塊，并將控制模塊輸出的電流控制信號輸出。

5.如權(quán)利要求4所述的連續(xù)脈沖鎢極氬弧焊臨界熔透控制裝置，其特征在于，所述控制模塊用于：

當(dāng)檢測到的波峰個數(shù)為2時，判斷熔池為臨界熔透狀態(tài)，給出控制信號保持下一個脈沖周期的峰值電流不變(I_P+i＝I_P+i-1)；

當(dāng)檢測波峰個數(shù)為1時，判斷熔池為未熔透或過熔透，進一步通過波峰頻率特征值與預(yù)設(shè)閾值k進行比較：

當(dāng)熔池特征振蕩頻率f＞閾值k時，判斷熔池為未熔透狀態(tài)，給出控制信號增大下一個周期的峰值電流(I_P+i＝I_P+i-1+ΔI)，增大焊接熱輸入，使其接近臨界熔透狀態(tài)；

當(dāng)熔池特征振蕩頻率f＜閾值k時，判斷熔池為過熔透狀態(tài)，減小峰值電流(I_p+i＝I_p+i-1-ΔI)，降低焊接熱輸入，使其接近臨界熔透狀態(tài)。

6.一種連續(xù)脈沖鎢極氬弧焊臨界熔透控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括上述權(quán)利要求4或5所述臨界熔透控制裝置、工控機、焊接裝置；其中，

所述PCI板卡，用于采集熔池振蕩傳感器輸出的熔池振蕩時域信號并將該信號輸出至信號分析模塊，并將控制模塊輸出的電流控制信號輸出至焊接裝置；

所述工控機，用于預(yù)設(shè)初始焊接參數(shù)。

7.如權(quán)利要求6所述的連續(xù)脈沖鎢極氬弧焊臨界熔透控制系統(tǒng)，其特征在于，所述焊接裝置由焊機、焊槍和保護氣組成。