本發(fā)明涉及一種大熔深焊接工藝，具體涉及一種潛弧焊接控制方法及裝置，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在船舶鋼結(jié)構(gòu)的中厚板T型接頭的CO₂焊接中，打底焊一般采用實芯焊絲結(jié)合開大角度無鈍邊剖口的工藝，以實現(xiàn)角焊縫的全熔透，該工藝的缺點在于，因坡口和間隙的增大，導(dǎo)致填充金屬量增加，從而造成焊前準備工作增加、生產(chǎn)效率低、成本高等缺陷。

針對厚板的焊接，有時會考慮埋弧焊的應(yīng)用，但埋弧自動焊接方法受制于焊接位置，目前只應(yīng)用于平焊和橫焊位置，并且熱輸入的過大容易造成焊接熱影響區(qū)的脆化，從而降低焊縫的使用性能。

CO₂焊是一種低氫型的焊接方法，焊縫的含氫量極低，抗銹能力較強，所以焊接低合金鋼時不易產(chǎn)生冷裂紋，同時也不易產(chǎn)生氫氣孔，易于實現(xiàn)全自動或半自動焊接，從而得到了廣泛的應(yīng)用并逐步取代手工電弧焊。但是由CO₂氣體特性造成的飛濺大、成型差的缺點限制了這一焊接方法的進一步應(yīng)用。盡管多年來在克服上述兩缺點方面取得了一定的成果，但遠遠沒有達到理想的程度。此外由于CO₂焊焊絲直徑一般在1mm-1.6mm范圍內(nèi)，其電弧挺度不高，較難實現(xiàn)大熔深焊接。如何更好的利用CO₂焊接技術(shù)，在易于實現(xiàn)機械化、提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上對其進行改進，實現(xiàn)大熔深焊接，以及對焊接飛濺以及焊縫成形的控制，都對新一代的焊接設(shè)備與研究內(nèi)容提出了很高的要求。

美國林肯電氣公司1993年正式推出了一種利用表面張力控制熔滴短路過渡(STT)的電源，并以STT及相關(guān)技術(shù)在美國申請了九項專利(US4717807、US4835360、US4866247、US4897522、US4897523、US4954691、US4972064、US5001326、US5002154、US5148001)，并在中國申請了一項名稱為《控制短路型焊接系統(tǒng)的方法和裝置》的發(fā)明專利(CN1033448A)，其中，電源“將電焊電流轉(zhuǎn)換到基本電流值以響應(yīng)短路狀態(tài)，將焊接電流通常保持在基本電流值上一段預(yù)定時間，然后允許焊接電流達到正常安全電流電平值，并使保持步驟在預(yù)定時間以前結(jié)束以響應(yīng)檢測的電弧狀態(tài)”。這種輸出極大地區(qū)別于以前的恒流或恒壓特性控制方式的輸出，以柔和的電弧和極小的飛濺成為新一代波形控制的代表。上述技術(shù)對熔滴短路過渡周期中的不同過程采用了控制輸出電流的方式，燃弧階段輸出大電流使熔滴能迅速生成，當短路發(fā)生時迅速減少電流輸出，使熔滴依靠重力和表面張力過渡到熔池中。這種控制方式使得焊接飛濺大大減少，成型美觀，但在實際焊接中，由于熔滴過渡時能量減小使得電弧穿透力不足，工件熔深不夠，可能出現(xiàn)咬邊和未融合現(xiàn)象。

四川電子焊接設(shè)備公司于2008年公開專利(公開號為：CN200810046123.3，發(fā)明名稱為：用于CO₂氣體保護焊和藥芯自保護焊接的脈沖能量控制方法)，其特點在于將二氧化碳熔滴過渡周期分為燃弧后期、短路初期以及短路后期三個階段進行脈沖波形控制，實現(xiàn)焊接熔深與熔寬的控制。該專利主要通過對熔滴過渡過程進行實時波形控制，其信號的采集與反饋是一解決難點；此外，其控制電路為焊機內(nèi)部電路，涉及設(shè)備結(jié)構(gòu)改造，不僅復(fù)雜而且造價昂貴。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種潛弧焊接控制方法及裝置，解決中厚板小角度坡口T型接頭的藥芯焊絲焊接所出現(xiàn)的根部未熔透問題，減少焊接過程中出現(xiàn)的焊接缺陷，降低返修率，提高生產(chǎn)效率與產(chǎn)品安全工作性能。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種潛弧焊接控制方法，其特征在于，一方面通過對焊接電流和焊接電壓進行脈沖輸出控制，實現(xiàn)對能量輸入的控制，另一方面控制焊絲送進速度達到穩(wěn)定，從而實現(xiàn)大熔深的潛弧焊接。

進一步地，所述的控制焊絲送進速度達到穩(wěn)定是指，通過控制送絲電壓使焊絲送進速度達到合適值，該合適值高于峰值電流下所對應(yīng)的焊機送絲速度，以縮短焊接電弧。

本發(fā)明的另一技術(shù)方案如下：

一種用于實現(xiàn)上述方法的潛弧焊接控制裝置，包括二氧化碳焊機、潛弧焊接控制器和送絲機，所述潛弧焊接控制器同時連接所述二氧化碳焊機和送絲機，所述送絲機連接所述二氧化碳焊機的焊槍，所述潛弧焊接控制器控制所述二氧化碳焊機的焊接電流和焊接電壓以控制熱輸入和改善焊接成形，同時控制所述送絲機的送絲電壓以使焊絲送進速度達到穩(wěn)定的合適值。

進一步地，所述的潛弧焊接控制器包括用于控制所述焊接電流和焊接電壓的脈沖輸出控制模塊、用于控制所述送絲機的焊絲送進速度的調(diào)速控制模塊、便于參數(shù)數(shù)字化調(diào)節(jié)的參數(shù)顯示模塊以及模式控制開關(guān)；所述脈沖輸出控制模塊連接所述二氧化碳焊機，所述調(diào)速控制模塊連接所述送絲機。

進一步地，所述的脈沖輸出控制模塊包括有LM358芯片，能夠調(diào)節(jié)脈沖頻率和脈寬比并達到穩(wěn)定的輸出控制，脈沖頻率調(diào)節(jié)范圍為0～50Hz，脈寬比調(diào)節(jié)范圍為0～100％。

進一步地，所述的調(diào)速控制模塊包括有NE555P芯片和LM317T芯片，輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍為0～24V。

進一步地，所述的參數(shù)顯示模塊包括有CD4051芯片和ICL7107芯片。

進一步地，所述的潛弧焊接控制器能夠?qū)崿F(xiàn)包括峰值和基值的焊接電流和焊接電壓的調(diào)節(jié)。

進一步地，所述的送絲機為OTC-XD500S焊機。

進一步地，所述的潛弧焊接控制器能夠?qū)崿F(xiàn)潛弧焊接模式與普通焊接模式的切換，以適應(yīng)不同質(zhì)量要求的焊接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基于普通恒壓外特性二氧化碳焊機進行外部潛弧控制，實現(xiàn)大熔深焊接，減少了焊接缺陷，提升了產(chǎn)品性能，降低了返修率，提高了生產(chǎn)效率與工作安全，在中厚板T型接頭的平位置焊接中具有明顯優(yōu)勢，主要應(yīng)用于根部打底焊接，實現(xiàn)小角度坡口下的深熔透焊接。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的完全潛弧工作狀態(tài)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實施例來對本發(fā)明所述潛弧焊接控制方法及裝置作進一步詳細闡述，但不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明所述潛弧焊接控制方法一方面通過對焊接電流和焊接電壓進行脈沖輸出控制，實現(xiàn)對能量輸入的控制，另一方面控制焊絲送進速度達到穩(wěn)定，從而實現(xiàn)大熔深的潛弧焊接。所述的控制焊絲送進速度達到穩(wěn)定是指，通過控制送絲電壓使焊絲送進速度達到合適值，該合適值高于峰值電流下所對應(yīng)的焊機送絲速度，以縮短焊接電弧。

請參閱圖1，本發(fā)明所述的潛弧焊接控制裝置包括二氧化碳焊機1、潛弧焊接控制器2和送絲機3，所述潛弧焊接控制器2同時連接所述二氧化碳焊機1和送絲機3，所述送絲機3連接所述二氧化碳焊機1的焊槍4，所述潛弧焊接控制器2控制所述二氧化碳焊機1的焊接電流和焊接電壓，以控制熱輸入和改善焊接成形，同時控制所述送絲機3的送絲電壓以使焊絲送進速度達到穩(wěn)定的合適值。

所述的潛弧焊接控制器2能夠?qū)崿F(xiàn)包括峰值和基值的焊接電流和焊接電壓的調(diào)節(jié)，其包括脈沖輸出控制模塊、調(diào)速控制模塊、參數(shù)顯示模塊以及模式控制開關(guān)；所述脈沖輸出控制模塊連接所述二氧化碳焊機1，所述調(diào)速控制模塊連接所述送絲機3，該送絲機3為OTC-XD500S焊機。所述的潛弧焊接控制器2還能夠?qū)崿F(xiàn)潛弧焊接模式與普通焊接模式的切換，以適應(yīng)不同質(zhì)量要求的焊接。

所述的脈沖輸出控制模塊用于控制所述焊接電流和焊接電壓，包括有LM358芯片，能夠調(diào)節(jié)脈沖頻率和脈寬比并達到穩(wěn)定的輸出控制，脈沖頻率調(diào)節(jié)范圍為0～50Hz，脈寬比調(diào)節(jié)范圍為0～100％。

所述的調(diào)速控制模塊用于控制所述送絲機3的焊絲送進速度，包括有NE555P芯片和LM317T芯片，輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍為0～24V。

所述的參數(shù)顯示模塊便于參數(shù)數(shù)字化調(diào)節(jié)，包括有CD4051芯片和ICL7107芯片。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基于普通恒壓外特性二氧化碳焊機進行外部潛弧控制，在焊接電流、電壓等的確定下，匹配合適的送絲電壓，控制送絲機3以某一穩(wěn)定速度送進焊絲，實現(xiàn)大熔深焊接，減少了焊接缺陷，提升了產(chǎn)品性能，降低了返修率，提高了生產(chǎn)效率與工作安全，在中厚板T型接頭的平位置焊接中具有明顯優(yōu)勢，本發(fā)明主要應(yīng)用于根部打底焊接，見圖2，實現(xiàn)小角度坡口下焊接電弧C在母材A的熔池B中的深熔透焊接。

以上為本發(fā)明的較佳實施例，對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理和精神的前提下對其所作出的任何顯而易見的等同或等效改動，都應(yīng)當被認為包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。