熔化極氣體保護焊中短路過渡過程的控制方法技術

本發明專利技術提供一種熔化極氣體保護焊中短路過渡過程的控制方法。所述控制方法包括在熔滴與熔池接觸的短路階段中對焊接回路中的電導進行快速連續不斷的檢測，并在熔滴液頸逐漸變細的短路后期根據所述電導的變化對短路負載通電的焊接電流作出相應的調控，并在短路結束時將焊接電流調控至預先設定的基值電流，從而可根據熔滴液頸不同的情況對焊接電流作出相應的連續不斷的檢測及調控，使控制效果更加精確有效，進而有效防止熔化極氣體保護焊中短路過渡過程中的熔滴爆炸飛濺或被“凍”住的現象的發生。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及熔化極氣體保護焊接技術，尤其涉及一種可有效減少飛濺的。
技術介紹
熔化極氣體保護焊接，簡稱GMAW(Gas Metal Arc Welding)，是焊接技術應用最廣泛的一種焊接工藝，其中短路過渡是該種焊接工藝的基本
技術實現思路
之一。但是在短路過渡過程中，尤其是在二氧化碳焊接中，往往伴隨著飛濺大、成形差的缺點。為解決上述問題，美國林肯電學公司提出了一種STT (Surface TensionTransfer，表面張力傳遞)焊接方法，具體可參閱于1990年I月17日公告的中國專利第CN1006450B號揭露的控制短路型焊接系統的方法和裝置。該種控制短路型焊接系統的方法，簡單地說，就是對短路過渡過程中不同階段采取不同的輸出電流，尤其是在短路的最后階段，迅速降低電流，使熔滴能夠依靠表面張力過渡到熔池中去，從而消除短路最后階段的爆炸，減少飛濺，同時也改進焊縫的成形。現有技術中防飛濺的方法可歸納為圖1及圖2所示。其中圖1中(B)和(C)為氣體保護焊中通常情況下焊接過程中焊接電流i和焊接電壓u的變化波形，(A)為與焊接電流i和焊接電壓u相對應的熔滴和電弧燃燒情況。(C)中tsc;1時刻表示熔滴剛開始接觸熔池(對應(A)中時刻b)，電弧被短路；這時熔滴和熔池的接觸面積非常小，幾乎是一個點；在表面張力的作用下，接觸面積迅速擴大，形成了一個液頸(對應(A沖時刻c);隨著電流的迅速升高，流過液頸的電流產生的電磁收縮力使液頸變細(對應(A)中時刻d)，熔滴的液態金屬越來越多地流到熔池中去Slj(A)中時刻e時電流已非常大，液頸也非常細了。在強大的電磁收縮力和加熱的共同作用下，液頸在(A)中時刻f猛烈爆炸斷開，電弧重新引燃，短路過程結束，對應(0中％。2。短路過程一共持續了如圖上所示的Ts。時間。電弧重新引燃后，焊絲熔化，逐漸形成熔滴(對應(A)中時刻g);以后熔滴不斷長大(對應(A)中時刻h及時刻a)，直到又碰到熔池(對應(A)中時刻b)，重新短路，電弧熄滅。從短路結束時刻tsc;2到重新短路的短路開始時刻tsel，電弧一共燃燒了如圖上所示的Tarc時間。Tsc加上Tarc為一個熔滴的短路過渡周期T。一般情況下該短路過渡周期T多為數十毫秒。試驗研究表明，短路過渡過程中發生的飛濺絕大部分都發生在短路開始時刻和短路結束時刻，即tsc;1和tsc;2兩個瞬間，即所謂危險時刻階段。圖2是現有技術中對應采取措施的示意性概括，主要為使電流在這兩個時刻的前后一段時間里保持在較低的水平以防止飛濺。但是上述方法也帶來很大的困難，例如圖2中t。表示短路階段中焊接電流i開始切換降低時刻。只有當電流在真正短路結束的瞬間tse2時刻前已降到足夠小，才能保證不產生猛烈的飛濺。研究表明，這個t。領先于tsc;2的時間大約是100微秒左右。太晚時，保證不了電流的確實降低。太早了，熔滴缺乏足夠的電磁收縮力，不能收縮得足夠細，最后甚至可能斷不開。焊絲和熔池會被“凍”住，電弧不能重復引燃，最后只能以猛烈爆炸而結束。過程穩定性受到猛烈的破壞。而這種破壞的恢復往往需要好幾個周期。再加上在實際生產中，由于焊接電流流過的導線較長，周圍鐵磁體較多，回路中因此存在著較大的電抗，電流也就不能迅速切換下來。并且生產實踐表明，短路結束前大電流的極快切換是很困難的，有時甚至于是做不到的。因此，有必要提供一種改進的以解決上述問題。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種可精確控制以有效防止飛濺的。為實現上述專利技術目的，本專利技術提供了一種，所述控制方法包括在熔滴與熔池接觸的短路階段中對焊接回路中的電導進行快速連續不斷的檢測，并在熔滴液頸逐漸變細的短路后期根據所述電導的變化對短路負載通電的焊接電流作出相應的調控，并在短路結束時將焊接電流調控至預先設定的基值電流。作為本專利技術的進一步改進，所述控制方法還包括在熔滴形成的燃弧階段后期，將焊接電流降低至前述預先設定的基值電流。作為本專利技術的進一步改進，所述控制方法還包括在短路階段中熔滴與熔池之間自點接觸至液頸穩定成型，即短路開始時至所述電導增速明顯降低時的短路前期，對焊接電流根據所述電導的變化作出相應的調控，并在所述電導增速明顯降低時將焊接電流轉換為短路峰值大電流。作為本專利技術的進一步改進，所述電導和焊接電流每次檢測和調控的時間間隔為10-200 微秒。作為本專利技術的進一步改進，在所述短路后期，所述焊接電流以正比于所述電導的降低速度進行降低調控，即di/dt正比于dG/dt，直到液頸斷開。作為本專利技術的進一步改進，在所述短路前期，所述焊接電流以正比于所述電導的增加速度進行增加調控。作為本專利技術的進一步改進，在所述液頸中斷、短路結束后，對電弧電壓進行連續不斷的檢測，并根據電弧電壓的變化對焊接電流作出相應的調控，直至電弧電壓增加至14-20v后將焊接電流轉換為燃弧峰值大電流。本專利技術的有益效果是:本專利技術通過在熔滴與熔池接觸的短路階段中對焊接回路中的電導進行快速連續不斷的檢測，并在熔滴液頸逐漸變細的短路后期根據所述電導的變化對短路負載通電的焊接電流作出相應的調控，以在短路結束時將焊接電流調控至預先設定的基值電流，從而可根據熔滴液頸不同的情況對焊接電流作出相應的連續不斷的檢測及調控，使控制效果更加精確有效，進而有效防止熔化極氣體保護焊中短路過渡過程中的熔滴爆炸飛濺或被“凍”住的現象的發生。附圖說明圖1是現有技術焊接過程中電流、電壓的波形圖及相應的電弧燃燒狀況 圖2是現有技術中焊接電流的調控示意 圖3是圖1中短路階段電流及電壓波形圖的擴展及短路階段焊接回路中電導的變化 圖4是本專利技術根據圖3中短路后期的電導變化對焊接電流的調控與現有技術的調控比對示意 圖5是本專利技術根據圖3中短路前期的電導變化對焊接電流的調控與現有技術的調控比對示意 圖6是本專利技術的電流調控波形圖。其中，附圖標記簡要說明如下: U-焊接電壓，i_焊接電流，tsc;1-短路開始時刻，tsc;2-短路結束時刻，Ts。-短路階段，Tarc-燃弧階段，T-短路過渡周期，Iparc-燃弧峰值大電流，ips。-短路峰值大電流，ib_基值電流，G-回路電導，ta-短路階段中焊接電流i開始轉換成ips。時刻，tb-燃弧階段中焊接電流i開始轉換成ipaM時刻，t。-短路階段中焊接電流i開始切換降低時刻，td-燃弧階段中焊接電流i開始切換降低時刻。具體實施例方式以下將結合附圖所示的各實施方式對本專利技術進行詳細描述。但這些實施方式并不限制本專利技術，本領域的普通技術人員根據這些實施方式所做出的結構、方法、算法或功能上的變換均包含在本專利技術的保護范圍內。請參閱圖4至圖6所示為本專利技術的對應調控波形圖。參照圖1、圖2及圖6所示，熔化極氣體保護焊的焊接過程可理解為燃弧階段Tarc和短路階段Ts。的重復狀態。其中燃弧階段Tarc又包括燃弧早期(對應圖2、6中的tsc;2至tb之間時段)、燃弧中期(對應圖2、6中的tb至td之間時段)及燃弧后期(對應圖2、5、6中的td至tsc;1之間時段)。結合圖2所示，燃弧早期可理解為現有技術中短路結束后的修整期；在該時期中，因為短路剛結束時，熔池和熔滴都還很不穩定，甚至還會發生偶然的接觸；要是把燃弧峰值大電流ipaM加得太早，就有可能產生新的爆炸，新的飛濺；但是燃弧峰值大電流要是加得本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熔化極氣體保護焊中短路過渡過程的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括在熔滴與熔池接觸的短路階段中對焊接回路中的電導進行快速連續不斷的檢測，并在熔滴液頸逐漸變細的短路后期根據所述電導的變化對短路負載通電的焊接電流作出相應的調控，并在短路結束時將焊接電流調控至預先設定的基值電流。

【技術特征摘要】
1.一種熔化極氣體保護焊中短路過渡過程的控制方法，其特征在于:所述控制方法包括在熔滴與熔池接觸的短路階段中對焊接回路中的電導進行快速連續不斷的檢測，并在熔滴液頸逐漸變細的短路后期根據所述電導的變化對短路負載通電的焊接電流作出相應的調控，并在短路結束時將焊接電流調控至預先設定的基值電流。2.根據權利要求1所述的熔化極氣體保護焊中短路過渡過程的控制方法，其特征在于:所述控制方法還包括在熔滴形成的燃弧階段后期，將焊接電流降低至前述預先設定的基值電流。3.根據權利要求2所述的熔化極氣體保護焊中短路過渡過程的控制方法，其特征在于:所述控制方法還包括在短路階段中熔滴與熔池之間自點接觸至液頸穩定成型，即短路開始時至所述電導增速明顯降低時的短路前期，對焊接電流根據所述電導的變化作出相應的調控，并在所述電導增速明顯降低時將焊接電流轉換為短路峰值...

【專利技術屬性】
技術研發人員：孫子建，劉毅，
申請(專利權)人：昆山華恒焊接股份有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇;32