一種熔化極焊機(jī)及其焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種熔化極焊機(jī)及其焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的熔化極焊機(jī)采用接觸短路起弧，短路起弧時(shí)會(huì)有火花飛濺的現(xiàn)象，在短路起弧后，在電弧的作用下，焊絲末端形成熔化態(tài)的金屬球，如圖1中的(a)所示，此時(shí)電弧長度很短，電弧電壓很低，電流很大，電弧溫度低、熔解焊絲的能量大；隨著熔化的焊絲量增大，電弧長度變大，電弧電壓也增大，電弧電流減小，電弧溫度升高，熔解焊絲的能量減少，此時(shí)焊絲末端的熔滴在重力作用下，熔滴與焊絲相連的部分形成縮徑，如圖1中的(b)所示；隨著熔化的焊絲量進(jìn)一步增大，電弧長度更長，電弧電壓更大，電弧溫度更高，縮徑進(jìn)一步變小，所以縮徑局部的電流密度激增，產(chǎn)生大量的焦耳熱熔化焊絲熔滴，如圖1中的(C)所示；當(dāng)熔滴達(dá)到一定限度，熔滴與焊絲分離，并最終落在母材(需要焊接的焊件)上完成一個(gè)完整的焊接周期。
[0003]可見，在傳統(tǒng)熔化極焊機(jī)的整個(gè)焊接周期過程，電弧長度不斷變換、電弧電壓不斷變換、電弧電流不斷變換、電弧溫度也不斷變換；因此在焊接的過程中，焊絲與母材的熱量分配不可控，從而使得在焊接過程中導(dǎo)致存在著不少焊接缺陷，如焊接飛濺、焊接氣孔、未熔合、夾渣、填絲量不均勻等問題。另外，傳統(tǒng)的熔化極焊機(jī)只有單一的直流焊接模式、直流脈沖焊接模式，其應(yīng)用范圍較窄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種熔化極焊機(jī)及其焊接方法，該熔化極焊機(jī)采用高頻高壓起弧方式，沒有短路火花飛濺，同時(shí)在焊接過程中，電弧長度以及送絲速度等焊接參數(shù)可控，可實(shí)現(xiàn)非熔化極焊機(jī)的焊接速度以及焊接質(zhì)量；另外，所述熔化極焊機(jī)還具有多種焊接方式。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種熔化極焊機(jī)，所述熔化極焊機(jī)包括具有同步通信接口的控制系統(tǒng)模塊，電流取樣模塊，電壓取樣模塊，依次連接的電源輸入模塊、直流恒壓模塊、斬波控制模塊、恒流反饋模塊以及焊槍，焊槍上連接有用于推送焊絲的送絲裝置，所述電流取樣模塊的輸入端與所述直流恒壓模塊的輸出端以及焊槍的輸入端均連接，所述電壓取樣模塊的輸入端與所述直流恒壓模塊的輸出端以及焊槍的輸入端均連接，所述電流取樣模塊的輸出端以及電壓取樣模塊的輸出端均與所述控制系統(tǒng)模塊連接；
所述熔化極焊機(jī)還包括有高頻高壓起弧模塊，電弧長度反饋模塊以及送絲控制模塊，所述高頻高壓起弧模塊的輸入端與焊槍的輸入端連接，高頻高壓起弧模塊的輸出端與控制系統(tǒng)模塊連接；所述電弧長度反饋模塊串聯(lián)連接于所述控制系統(tǒng)模塊的同步通信接口與所述焊槍之間，用于焊接時(shí)的電弧長度信息反饋至控制系統(tǒng)模塊；所述送絲控制模塊串聯(lián)連接于所述控制系統(tǒng)模塊的同步通信接口與所述送絲裝置之間，用于接收控制系統(tǒng)模塊發(fā)出所需的送絲控制信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的控制信息，以控制所述送絲裝置的送絲速度和/或送絲量。
[0006]優(yōu)選地，所述電弧長度反饋模塊包括依次連接的電壓獲取模塊、抗干擾模塊以及電弧長度計(jì)算模塊；所述電壓獲取模塊與所述焊槍連接，以獲取焊槍工作時(shí)的電壓信號(hào)；所述抗干擾模塊用于將所述電壓信號(hào)中的干擾信號(hào)消除，以獲得熔化極焊機(jī)焊接時(shí)的電弧電壓信息；所述電弧長度計(jì)算模塊用于根據(jù)獲得的所述電弧電壓信息計(jì)算出電弧長度信息，并將其反饋至所述控制系統(tǒng)模塊。
[0007]進(jìn)一步地，所述熔化極焊機(jī)還包括與控制系統(tǒng)模塊連接的人機(jī)界面操作及顯示模塊；所述熔化極焊機(jī)還包括交直流變換控制模塊，該交直流變換控制模塊串聯(lián)連接于所述恒流反饋模塊的輸出端與所述焊槍的輸入端之間。
[0008]優(yōu)選地，所述交直流變換控制模塊具有輸入正端、輸入負(fù)端、第一輸出端以及第二輸出端，所述交直流變換控制模塊包括第一開關(guān)模塊、第二開關(guān)模塊、第三開關(guān)模塊以及第四開關(guān)模塊；所述輸入正端、第一開關(guān)模塊的輸入端、第一開關(guān)模塊的輸出端、第二開關(guān)模塊的輸入端、第二開關(guān)模塊的輸出端以及所述輸入負(fù)端依次連接，所述輸入正端、第三開關(guān)模塊的輸入端、第三開關(guān)模塊的輸出端、第四開關(guān)模塊的輸入端、第四開關(guān)模塊的輸出端以及所述輸入負(fù)端依次連接；所述第三開關(guān)模塊與第四開關(guān)模塊的相互連接的一端作為所述第一輸出端，所述第三開關(guān)模塊與第四開關(guān)模塊的相互連接的一端作為所述第二輸出端。
[0009]進(jìn)一步地，所述第二輸出端與所述第三開關(guān)模塊與第四開關(guān)模塊的相互連接的一端之間串聯(lián)連接有LC串聯(lián)電路。
[0010]本發(fā)明提供的熔化極焊機(jī)，其焊接方法包括:
所述熔化極焊機(jī)利用所述高頻高壓起弧模塊，采用高頻高壓起弧方式進(jìn)行起??；
所述電弧長度反饋模塊根據(jù)從焊槍中獲取的信號(hào)計(jì)算出焊接時(shí)的電弧長度信息，并將該電弧長度信息反饋至所述控制系統(tǒng)模塊；
所述控制系統(tǒng)模塊計(jì)算出所述熔化極焊機(jī)所需的送絲量，并根據(jù)所需的送絲量發(fā)出相應(yīng)的控制信息至所述送絲控制模塊；
所述送絲控制模塊根據(jù)接收到的控制信息，控制所述送絲裝置的送絲速度，以使所述熔化極焊機(jī)在一個(gè)焊接周期內(nèi)的電弧長度相同或基本相同。
[0011]優(yōu)選地，所述電弧長度反饋模塊在計(jì)算電弧長度信息時(shí)，通過獲取焊槍工作時(shí)的電壓信號(hào)，然后消除電壓信號(hào)中的干擾信號(hào)獲得電弧電壓信號(hào)，最后通過電弧長度與電弧電壓的正相關(guān)關(guān)系，計(jì)算出電弧長度信息。
[0012]優(yōu)選地，所述電弧長度反饋模塊將所述電弧長度信息進(jìn)行比例、積分或微分的調(diào)節(jié)處理后再將其反饋至所述控制系統(tǒng)模塊。
[0013]本發(fā)明提供的熔化極焊機(jī)利用自帶的高頻高壓起弧模塊進(jìn)行起弧，沒有短路火花飛濺，同時(shí)在整個(gè)焊接周期過程中，電弧長度，焊接電流、送絲速度等焊接參數(shù)可控，可實(shí)現(xiàn)非熔化極焊機(jī)的焊接速度以及焊接質(zhì)量；另外，所述熔化極焊機(jī)還設(shè)置有交直流變換控制模塊，使得其具有直流、高頻直流、直流脈沖、高頻直流脈沖、交流、高頻交流、交流脈沖、高頻交流脈沖等多種焊接模式。
【附圖說明】
[0014]附圖1為傳統(tǒng)的熔化極焊機(jī)采用接觸短路起弧的示意圖； 附圖2為本發(fā)明實(shí)施例中所述熔化極焊機(jī)的電路原理模塊框圖；
附圖3為本發(fā)明實(shí)施例中所述熔化極焊機(jī)的另一電路原理模塊框圖；
附圖4為本發(fā)明實(shí)施例中所述電弧長度反饋模塊的原理模塊框圖；
附圖5為本發(fā)明實(shí)施例中所述交直流變換控制模塊的原理模塊框圖；
附圖6為本發(fā)明實(shí)施例中所述交直流變換控制模塊的具體電路原理示圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0016]如附圖2所示，一種熔化極焊機(jī)，所述熔化極焊機(jī)包括具有同步通信接口的控制系統(tǒng)模塊，與控制系統(tǒng)模塊連接的人機(jī)界面操作及顯示模塊，電流取樣模塊，電壓取樣模塊，依次連接的電源輸入模塊、直流恒壓模塊、斬波控制模塊、恒流反饋模塊以及焊槍，焊槍上連接有用于推送焊絲的送絲裝置，所述電流取樣模塊的輸入端與所述直流恒壓模塊的輸出端以及焊槍的輸入端均連接，所述電壓取樣模塊的輸入端與所述直流恒壓模塊的輸出端以及焊槍的輸入端均連接，所述電流取樣模塊的輸出端以及電壓取樣模塊的輸出端均與所述控制系統(tǒng)模塊連接；
所述熔化極焊機(jī)還包括有高頻高壓起弧模塊，電弧長度反饋模塊以及送絲控制模塊，所述高頻高壓起弧模塊的輸入端與焊槍的輸入端連接，高頻高壓起弧模塊的輸出端與控制系統(tǒng)模塊連接；所述電弧長度反饋模塊串聯(lián)連接于所述控制系統(tǒng)模塊的同步通信接口與所述焊槍之