[其他]推拉短路過渡焊接的電流調(diào)幅方法及其裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85100692
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100692B
• 公開（公告）日: 1987-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫子建;劉澤勇;鄭寶英
• 申請（專利權(quán)）人: 機(jī)械工業(yè)部鄭州機(jī)械研究所
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/12
• 代理公司: 鄭州市專利事務(wù)所
• 代理人: 李德芝

本電流調(diào)幅方法及其裝置用于CO₂氣體保護(hù)焊接。

在CO₂焊接中，飛濺過大是一個嚴(yán)重的缺點。大量科研工作結(jié)果已證明降低飛濺最有效的辦法是減少短路開始和結(jié)束這兩個危險時刻的電流。減少開始瞬間的電流可以防止熔滴在剛接觸熔池時電流突然增加，在接觸處發(fā)生爆炸而把熔滴整個彈出，成為飛濺。減少結(jié)束階段的電流可使最后階段聯(lián)結(jié)焊絲與熔池的液態(tài)金屬小橋不致因加熱過猛而爆炸。為了達(dá)到準(zhǔn)確及時地改變電流的目的，蘇聯(lián)“焊接生產(chǎn)”雜志80年第6期賓丘克等人對焊接過程進(jìn)行連續(xù)的檢測，根據(jù)檢測結(jié)果通過控制系統(tǒng)對電流進(jìn)行調(diào)幅。例如當(dāng)電弧電壓突然下降接近于零，說明此時發(fā)生了短路，立即降低電流。當(dāng)短路電壓降逐漸上升，達(dá)到相當(dāng)數(shù)值，說明此時焊絲與熔池間的液橋已變得很細(xì)，電阻較大，也立即降低電流，這種根據(jù)過程狀態(tài)參數(shù)不斷檢測及時反映的做法要求有靈敏的傳感元件和快速的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，設(shè)備相當(dāng)復(fù)雜。盡管如此，由于熔滴過渡的無規(guī)律性，往往仍有相當(dāng)一部分的熔滴未能被控制住。

脈動送絲使熔滴過渡變得很有規(guī)律。王其隆等人在84年杭州國際焊接會議文集Ⅻ-Ⅰ中指出在脈動送絲中降低短路電流能有效地降低飛濺，但當(dāng)短路電流降低過多時，短路時間會過分延長，燃弧時間相對縮短，電弧加熱過程惡化。

本文作者提出的推拉脈動送絲使短路時間與包括短路電流在內(nèi)的焊接規(guī)范脫離關(guān)系。由送絲機(jī)所決定的焊絲迅速準(zhǔn)確的前進(jìn)后退運動，使短路電流可降低到只要小橋斷開后電弧還能重新引燃即可，而完全不必考慮一般為熔滴迅速過渡所需要的電磁收縮力是否足夠。

考慮到推拉脈動送絲過程中電弧燃燒和熔滴過渡的周期變化實際上是由送絲的周期變化也即送絲相位所決定的，而送絲相位又是由馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置所決定的，因此在這種情況下可以不必連續(xù)檢測電弧的狀態(tài)參數(shù)，而只要根據(jù)焊絲運動狀態(tài)，也就是送絲相位來進(jìn)行電流調(diào)幅就能做到與電弧燃燒及熔滴過渡準(zhǔn)確可靠的協(xié)調(diào)。例如當(dāng)焊絲開始前進(jìn)不久就降低電流，當(dāng)焊絲已后退相當(dāng)距離后，才恢復(fù)正常電流。這樣做就一定能把整個短路過程，其中包括了短路開始和結(jié)束這二個產(chǎn)生飛濺的危險時刻，都可靠地包括在電流調(diào)幅范圍內(nèi)，避免了偶然失控的可能。

本發(fā)明的目的即在于利用推拉脈動送絲過程的特點根據(jù)送絲相位對焊接電流進(jìn)行深度調(diào)幅，達(dá)到減少短路飛濺的目的。這種方法較一般不斷檢測迅速反應(yīng)的調(diào)幅方法設(shè)備簡單，效果可靠。

根據(jù)送絲相位進(jìn)行電流調(diào)幅可以有兩種實現(xiàn)方式：一種是從送絲馬達(dá)軸上取得訊號，用這個訊號來控制另一執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使焊接回路電流發(fā)生改變。另一種是由與馬達(dá)同軸的裝置，直接對電流進(jìn)行調(diào)幅。前一種方法可以把一個帶有小孔的圓盤直接裝在馬達(dá)軸上，光線的通過或切斷使串聯(lián)在焊接回路中的可控硅導(dǎo)通或關(guān)斷，使與其并聯(lián)的電阻R接入于回路中或被短路。考慮到CO₂焊接是一種量大面廣的焊接方法，可控硅的關(guān)斷不是一件很容易的事，比較起來后一種裝置比較簡便可靠，因此被選作本調(diào)幅方法的實施例。

圖1為與馬達(dá)同軸直接進(jìn)行電流調(diào)幅的裝置工作原理圖。圖2為圖1的MM截面。（1）為脈動送絲機(jī)，（2）焊絲，（3）電弧，（4）工件，（5）送絲馬達(dá)。馬達(dá)軸的另一端有一個換向器（6），換向器上有三個電刷（7A、7B、7C）。換向器由兩半組成，中間絕緣。馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時，絕緣片位置變化使電刷間相互接通關(guān)系改變。如圖上所示位置，電刷7A與7C接通，與7B斷開，電源（8）所供給的電流可直接流向電弧。當(dāng)絕緣片旋轉(zhuǎn)90°后，電刷7A將僅與7B接通，與7C斷開，電阻R接入回路中，電流減少。改變絕緣片及電刷對于馬達(dá)軸的位置可改變電流調(diào)幅作用發(fā)生的相位，即相對于短路過程的調(diào)幅過程的先后長短。圖3為調(diào)幅過程中焊接回路中的電阻變化及電弧電流電壓波形圖。圖中調(diào)幅作用發(fā)生的相位正好與焊絲開始與結(jié)束運動的瞬間重合。在t₁焊絲剛開始前進(jìn)時，電阻增加使電弧電流降低。由于焊絲逐漸接近熔池，電弧電壓也降低。過一定時間后電弧被短路，熔滴液態(tài)金屬涌向熔池。焊絲然后迅速后退，與熔滴脫離，電弧重新引燃、拉長。t₂時焊絲已后退完畢，電阻減少，使電流恢復(fù)到正常值。當(dāng)下一次焊絲又開始前進(jìn)時，過程重復(fù)進(jìn)行。

增加電刷及絕緣片數(shù)目，可對電流作更細(xì)的多階調(diào)幅。改變電刷的位置，可調(diào)節(jié)調(diào)幅作用發(fā)生的相位，改變R的大小，可改變調(diào)幅電流的大小，即得到不同的調(diào)幅深度。