專利名稱：一種電弧焊焊接電源控制方法
一種電弧焊焊接電源控制方法 本發(fā)明涉及熔化電極電弧焊接，尤其涉及一種電弧焊焊接電源控制方法。圖I為一般熔化電極電弧焊接裝置的結(jié)構(gòu)圖。焊接電源WPS的輸出特性為恒壓特性，為焊絲I、電弧2以及母材3提供能量，用以熔化焊絲I、維持電弧2以及加熱母材3。焊絲I通過(guò)送機(jī)裝置4以恒速方式送進(jìn)，焊絲I送進(jìn)速度應(yīng)與焊絲熔化速度保持一致以保證焊接過(guò)程穩(wěn)定。如圖2所示，電源的外特性曲線與電弧的特性曲線相交，以獲得焊接系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)情況下的快速恢復(fù)。熔化電極電弧焊接時(shí)，焊接電壓實(shí)際值常常無(wú)法跟隨焊接電壓設(shè)定值。這種現(xiàn)象 更多發(fā)生在短路過(guò)渡情況較多的情況下。如圖3所示，在燃弧期間，即電壓幅值較大時(shí)，焊接電壓能夠逐漸跟隨焊接電壓設(shè)定值，而在短路期間，即電壓幅值較小時(shí)，由于短路時(shí)間較短，焊接電壓無(wú)法及時(shí)響應(yīng)以跟隨焊接電壓設(shè)定值。這樣，焊接電壓平均值就不僅與焊接電壓設(shè)定值相關(guān)，還與短路過(guò)渡的頻率和短路過(guò)程持續(xù)時(shí)間相關(guān)，如圖3中V_waveA和V_waveB所示。影響短路頻率和短路過(guò)程持續(xù)時(shí)間的因素包括焊接過(guò)程中設(shè)定不同的電感量或者不同的電弧軟硬度、焊接過(guò)程中焊絲干伸長(zhǎng)發(fā)生改變、焊接過(guò)程中母材表面平整度發(fā)生改變等。這些情況的發(fā)生導(dǎo)致焊接過(guò)程中焊接電源的實(shí)際熱輸入發(fā)生變化，并導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降，熔滴過(guò)渡不順暢，焊接飛濺增大等情況。現(xiàn)有技術(shù)在焊接過(guò)程中需要調(diào)節(jié)焊接系統(tǒng)電感量或者電弧軟硬度時(shí)，通過(guò)手動(dòng)改變焊接電壓，改善焊接質(zhì)量和焊縫成形。在焊接過(guò)程中因?yàn)楹附z干伸長(zhǎng)變化或者母材表面不平整造成的實(shí)際焊接電壓變化無(wú)法及時(shí)糾正，造成焊接過(guò)程中熱輸入不均勻。本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)焊接電壓實(shí)際值，保證整個(gè)焊接過(guò)程中熱輸入均勻的電弧焊焊接電源控制方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種電弧焊焊接電源控制方法，實(shí)時(shí)檢測(cè)焊接電壓值，將焊接電壓設(shè)定值與焊接電壓檢測(cè)值相減后得到差值，將所述的差值與設(shè)定的電壓調(diào)整系數(shù)相乘后，再與上一次的電壓調(diào)整設(shè)定值相加得到本次電壓調(diào)整設(shè)定值；將本次電壓調(diào)整設(shè)定值送到功率控制器中調(diào)整焊接電源主電路功率逆變單元的占空比。以上所述的電弧焊焊接電源控制方法，將所述的差值與設(shè)定的送絲速度調(diào)整系數(shù)相乘后，再與上一次的送絲速度調(diào)整設(shè)定值相加得到本次送絲速度調(diào)整設(shè)定值；將本次送絲速度調(diào)整設(shè)定值送到速度控制器中調(diào)整送絲驅(qū)動(dòng)單元的占空比。以上所述的電弧焊焊接電源控制方法，功率控制器首先利用電壓調(diào)整模塊傳送過(guò)來(lái)的電壓調(diào)整設(shè)定值計(jì)算焊接電流設(shè)定值，再將焊接電流設(shè)定值與電流采樣值比較，根據(jù)焊接電流設(shè)定值與焊接電流采樣值的差值實(shí)時(shí)調(diào)整功率回路需要的占空比。
以上所述的電弧焊焊接電源控制方法，焊接電流設(shè)定值Iwr通過(guò)下式獲得Iwr = / ((Ur-Vwr' -RwX Iw) /Lw) dt ；
式中,Ur為輸出電壓設(shè)定值，Lw為電感設(shè)定值、Rw外部特性的等效電阻設(shè)定值、Iw為焊接電流值，Vwr'為電壓調(diào)整設(shè)定值。本發(fā)明電弧焊焊接電源控制方法能夠在系統(tǒng)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)焊接電壓實(shí)際值，保證整個(gè)焊接過(guò)程中熱輸入均勻，獲得優(yōu)質(zhì)的焊接質(zhì)量。下面結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖I是現(xiàn)有技術(shù)熔化電極電弧焊接裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)焊接電源的外特性曲線與電弧的特性曲線示意圖。圖3是短路過(guò)渡下電壓、電流與平均電壓波形示意圖。圖4是本發(fā)明電弧焊焊接電源控制方法的控制原理框圖。如圖4所示，焊接電源的主電路由DSP控制，DSP包括濾波單元、電壓調(diào)整模塊、速度調(diào)整模塊和功率控制器。電壓檢測(cè)單元Vd檢測(cè)焊絲端部與工件之間的焊接電壓Vw，通過(guò)電流檢測(cè)單元Id檢測(cè)流過(guò)焊絲與工件的焊接電流Iw。通過(guò)焊接電壓檢測(cè)單元Vd以及采樣濾波單元得到按一定時(shí)間常數(shù)T濾波的焊接電壓檢測(cè)值Vs，將Vs分別輸入到電壓調(diào)整模塊和速度調(diào)整模塊。在電壓調(diào)整模塊中，首先將焊接電壓設(shè)定值Vwr與焊接電壓檢測(cè)值Vs相減，將得到的差A(yù) Vwr與設(shè)定的電壓調(diào)整系數(shù)Kvw相乘后，再與上一次的電壓調(diào)整設(shè)定值Vwr’相加得到本次的電壓調(diào)整設(shè)定值Vwr’。將本次的電壓調(diào)整設(shè)定值Vwr’作為電壓設(shè)定值送到功率控制器中。功率控制器首先利用電壓調(diào)整模塊傳送過(guò)來(lái)的電壓調(diào)整設(shè)定值Vwr'計(jì)算焊接電流設(shè)定值Iwr,再與電流采樣值Iw比較,根據(jù)焊接電流設(shè)定值Iwr與焊接電流Iw的差值實(shí)時(shí)調(diào)整功率回路需要的占空比。利用Ur,電感設(shè)定值Lw,外部特性的等效電阻設(shè)定值Rw,焊接電流值Iw,焊接電壓值Vw,可以得到焊接電流設(shè)定值Iwr 焊接電流設(shè)定值Iwr可以通過(guò)下式獲得Iwr = / ((Ur-Vwr' -RwX Iw) /Lw) dt ；式中,Ur為輸出電壓設(shè)定值,Lw為電感設(shè)定值、Rw外部特性的等效電阻設(shè)定值、Iw為焊接電流值，Vwr'為電壓調(diào)整設(shè)定值。在速度調(diào)整模塊中，首先將焊接電壓設(shè)定值Vwr與焊接電壓檢測(cè)值Vs相減，將得到的差A(yù) Vwr與設(shè)定的送絲速度調(diào)整系數(shù)Ksw相乘后，再與上一次的送絲速度調(diào)整設(shè)定值Swr’相加得到本次的送絲速度調(diào)整設(shè)定值Swr’。將本次的送絲速度調(diào)整設(shè)定值Swr’作為送絲速度調(diào)整設(shè)定值送到速度控制器中調(diào)整送絲驅(qū)動(dòng)單元的占空比。在熔化電極電弧焊接時(shí)，本發(fā)明以上實(shí)施例能夠在系統(tǒng)發(fā)生靜態(tài)變化，例如操作者改變電感量或者電弧軟硬度時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)焊接電壓實(shí)際值，使得焊接電壓實(shí)際值與焊接電壓設(shè)定值大致相等，使得焊接熱輸入大致與設(shè)定一致。 也能夠在系統(tǒng)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化時(shí)，例如焊絲干伸長(zhǎng)發(fā)生變化或者焊接母材表面不平整時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)焊接電壓實(shí)際值和送絲速度，保證整個(gè)焊接過(guò)程中熱輸入均勻。
權(quán)利要求
1.一種電弧焊焊接電源控制方法，其特征在于，實(shí)時(shí)檢測(cè)焊接電壓值，將焊接電壓設(shè)定值與焊接電壓檢測(cè)值相減后得到差值，將所述的差值與設(shè)定的電壓調(diào)整系數(shù)相乘后，再與上一次的電壓調(diào)整設(shè)定值相加得到本次電壓調(diào)整設(shè)定值；將本次電壓調(diào)整設(shè)定值送到功率控制器中調(diào)整焊接電源主電路功率逆變單元的占空比。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電弧焊焊接電源控制方法，其特征在于，將所述的差值與設(shè)定的送絲速度調(diào)整系數(shù)相乘后，再與上一次的送絲速度調(diào)整設(shè)定值相加得到本次送絲速度調(diào)整設(shè)定值；將本次送絲速度調(diào)整設(shè)定值送到速度控制器中調(diào)整送絲驅(qū)動(dòng)單元的占空比。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電弧焊焊接電源控制方法，其特征在于，功率控制器首先利用電壓調(diào)整模塊傳送過(guò)來(lái)的電壓調(diào)整設(shè)定值計(jì)算焊接電流設(shè)定值，再將焊接電流設(shè)定值與電流采樣值比較，根據(jù)焊接電流設(shè)定值與焊接電流采樣值的差值實(shí)時(shí)調(diào)整功率回路需要的 占空比。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電弧焊焊接電源控制方法，其特征在于， 焊接電流設(shè)定值Iwr通過(guò)下式獲得Iwr = / ((Ur-Vwr1 -RwXIw)/Lw)dt ； 式中，Ur為輸出電壓設(shè)定值，Lw為電感設(shè)定值、Rw外部特性的等效電阻設(shè)定值、Iw為焊接電流值，Vwr'為電壓調(diào)整設(shè)定值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電弧焊焊接電源控制方法，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)焊接電壓值，將焊接電壓設(shè)定值與焊接電壓檢測(cè)值相減后得到差值，將所述的差值與設(shè)定的電壓調(diào)整系數(shù)相乘后，再與上一次的電壓調(diào)整設(shè)定值相加得到本次電壓調(diào)整設(shè)定值；將本次電壓調(diào)整設(shè)定值送到功率控制器中調(diào)整焊接電源主電路功率逆變單元的占空比。本發(fā)明能夠在系統(tǒng)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化時(shí)，自動(dòng)調(diào)節(jié)焊接電壓實(shí)際值，保證整個(gè)焊接過(guò)程中熱輸入均勻，獲得優(yōu)質(zhì)的焊接質(zhì)量。
文檔編號(hào)B23K9/10GK102615387SQ20121005358
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者蘆煒 申請(qǐng)人:深圳麥格米特電氣股份有限公司