CN107775150A - 一种熔化电极气体保护焊接结束过程的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔化电极气体保护焊接结束过程的控制方法,包括以下步骤:在焊接要结束时,焊丝送进速度逐渐下降到零,同时焊接电流逐渐减小,控制熔滴直径尺寸不大于1.2倍焊丝直径;当焊丝送进速度下降到零时,焊接电源输出关闭,焊丝反向回抽,当焊丝回抽到预设距离时,焊接收弧过程结束。本发明的控制方法在每一次焊接结束收弧时,保证焊丝端头尺寸在一定范围之内,焊丝端头与母材的距离在一定范围之内,从而提高起弧成功率,保证下一次焊接开始过程顺畅。
Description
[技术领域]
本发明涉及熔化电极气体保护焊接,尤其涉及一种熔化电极气体保护焊接结束过程的控制方法。
[背景技术]
图1为一般熔化电极电弧焊接装置的结构图。焊接电源WPS为焊丝1、电弧2以及母材3提供能量,用以熔化焊丝1、维持电弧2以及加热母材3。焊丝1通过送丝装置4送进,焊丝1的送进速度应与焊丝熔化速度保持一致以保证焊接过程稳定。
焊接起始时,焊丝向前送进,同时焊接电源输出电压。当焊丝与母材接触时,焊接电源通过焊丝和母材形成回路,并产生起弧电流。当焊丝端头呈球状,并且表面积较大时,焊丝与母材的接触电阻较小,起弧电流在焊丝与母材接触面上产生的功率较小,从而不能可靠引燃电弧。与此同时,焊丝继续往前送进,直至焊丝与母材接触,并发生弯曲。在焊丝弯曲处,焊丝截面积减小,并形成较大电阻,起弧电流在该处形成较大压降,并发生爆断,造成起弧失败。
此外,即使焊丝端头尺寸较小,即焊丝与母材接触电阻较大,但如果焊接起始前焊丝已与母材发生接触,则在焊接起始后,由于焊丝向前送进,而焊丝端头电弧尚未完全发生,则依然可能造成焊丝弯曲并发生爆断,造成起弧失败。此类情况在焊丝干伸长较长时会变得更加恶劣。
如图8所示,现有技术1在焊接快要结束时,首先停止焊丝送进,而保持焊接电源输出,此时,焊丝熔化速度和送进速度不一致,焊丝会出现回烧,从而将焊接结束后的干伸长控制在较短的范围内,从而保证下一次焊接开始前焊丝不与母材接触。但由于回烧过程的存在,往往焊丝端头会残留较大尺寸的小球,造成下一次起弧困难。同时,由于回烧距离不可控,焊接结束时焊丝的干伸长长短不一,这会给自动焊焊接带来负面作用。
如图9所示,现有技术2在焊接快要结束时,焊丝送进速度逐渐减小,同时焊接电源输出也逐渐减小,迫使熔滴过渡类型转变为短路过渡状态,该类电弧长度较短,熔滴尺寸较小,此时关闭电源输出,并停止焊丝送进,能够在焊接结束后保持焊丝端头尺寸较小。但由于缺乏回烧过程,焊接结束后,焊丝与母材距离较小。由于焊丝端头不会立刻冷却,因此容易造成焊丝与母材再次粘合在一起,影响下次起弧。另一方面,同样由于缺乏回烧过程,焊丝与母材距离始终保持较小,在下一次起弧前焊丝与母材接触的概率增高,发生如前所述起弧失败的概率增高。在焊丝干伸长较长和自动焊条件下,该类问题有恶化的倾向。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种熔化电极气体保护焊接结束时,能够提高下一次起弧成功率的控制方法。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是,一种熔化电极气体保护焊接结束过程的控制方法,包括以下步骤:
101、在焊接要结束时,焊丝送进速度逐渐下降到零,同时焊接电流逐渐减小,控制熔滴直径尺寸不大于1.2倍焊丝直径;
102、当焊丝送进速度下降到零时,焊接电源输出关闭,焊丝反向回抽,当焊丝回抽到预设距离时,焊接收弧过程结束。
以上所述的控制方法,在步骤101中,焊丝送进速度按第一预设斜率从正向速度下降到零,在此过程中焊接电源输出逐渐减小,控制熔滴尺寸在1倍焊丝直径左右,焊丝端头靠近母材,熔滴进入短路过渡状态。
以上所述的控制方法,在步骤102中,当焊丝送进速度下降到零时,焊接电源输出关闭,保证熔滴尺寸不会继续增大;在焊丝端头与母材重新粘合之前,焊丝送进速度按第二预设斜率从零开始反向加大。当焊丝回抽达到预设时间时,焊丝速度按第三预设斜率下降到零,焊接收弧过程结束。
本发明的控制方法在每一次焊接结束收弧时,保证焊丝端头尺寸在一定范围之内,焊丝端头与母材的距离在一定范围之内,从而提高起弧成功率,保证下一次焊接开始过程顺畅。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是现有技术熔化电极电弧焊接装置的结构图。
图2是本发明实施例焊接结束前焊接***示意图。
图3是本发明实施例焊接结束时焊接电源关闭示意图。
图4是本发明实施例焊接结束时送丝回抽开始示意图。
图5是本发明实施例焊接结束时送丝回抽停止示意图。
图6是本发明实施例熔化电极气体保护焊的***框图。
图7是本发明实施例焊接结束收弧过程的时序图。
图8是现有技术1焊接结束收弧过程的时序图。
图9是现有技术2焊接结束收弧过程的时序图。
[具体实施方式]
如图2所示,在焊接快要结束前,焊接电源正常输出,送丝机构正向正常输出,保持电弧。
如图3所示,在焊接要结束时,首先将焊丝送进速度按预设斜率1从正向速度下降到零,同时焊接电源输出电流逐渐减小,熔滴进入短路过渡状态,焊丝端头与母材的距离保持在2毫米以内,但不与母材接触,减小燃弧能量使熔滴直径尺寸保持在0.9至1.2倍焊丝直径。当焊丝送进速度下降到零时,焊接电源输出关闭,保证熔滴尺寸不继续增大。
如图4所示,然后,焊丝送进速度按预设斜率2高速反向,在焊丝端头与母材没有重新粘合之前,迅速将焊丝端头回抽到与母材之间的距离为4至5毫米。
如图5所示当焊丝往反方向运动到预设时间时,焊丝速度按预设斜率3逐步下降到零。
以上过程中,送丝送进和回抽速度,必须通过送丝驱动装置精确跟随送丝速度给定信号,因此送丝驱动装置通常要采用高精度伺服电机。焊丝反方向运动到预设时间必须足够短,避免焊丝再次与母材粘合。
采用以上方案,通过送丝速度和电源输出逐渐降低以及控制焊接电源输出准确关断,保证了焊接结束前焊丝端头尺寸在0.9至1.2倍焊丝直径之间,且和焊丝端头与母材的距离保持在2毫米之内;通过焊丝快速回抽和快速停止,减小焊丝再次与母材接触的几率;通过焊丝速度精确跟踪速度给定信号,保证每一次焊接结束后,焊丝干伸长保持一致并且焊丝端头与母材的距离保持在4至5毫米之间。
通过本方法,提高了焊接开始时的起弧成功率,并且能够提高焊接节拍。在半自动和全自动焊接时,其效果更加明显。
本发明实施例熔化电极气体保护焊***的框图如图6所示,其中数字信号处理器(DSP)接收焊接电源反馈信号和送丝驱动反馈信号,经过算法运算后输出焊接电源控制信号和送丝驱动控制信号,对焊接电源和送丝驱动的伺服电机进行协同控制。
本发明实施例焊接结束过程的时序图如图7所示。
t0时刻DSP发出焊接停止指令,同时下发送丝速度斜率1给定信号给送丝驱动装置,下发输出渐变给定信号给焊接电源。此时电弧逐渐变短,熔滴颗粒逐渐变小。
t1时刻,送丝速度通过速度斜率1下降到0,焊接电源输出关闭,DSP发送送丝速度斜率2给定信号给送丝驱动装置,焊丝开始回抽。
t2时刻,DSP发送送丝速度斜率3给定信号给送丝驱动装置,焊丝回抽逐渐停止。
t3时刻,焊丝回抽结束,整个焊接结束过程结束。焊丝端头停留在预先设定好的位置,焊丝端头尺寸控制在一定范围之内。
整个焊接结束过程控制在200毫秒以内,保证焊丝不会重新和母材粘合,以及整个焊接过程的节拍不受影响。
本发明既可以避免现有技术1中焊接结束后焊丝端头尺寸较大、焊丝与母材距离不一致,以及现有技术2中焊接结束后焊丝与母材距离过小容易发生粘丝、焊丝干伸长太长的问题,大幅度提高下一次起弧的成功率,并提高半自动焊和全自动焊条件下焊接的可重复性。
Claims (3)
1.一种熔化电极气体保护焊接结束过程的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
101、在焊接要结束时,焊丝送进速度逐渐下降到零,同时焊接电流逐渐减小,控制熔滴直径尺寸不大于1.2倍焊丝直径;
102、当焊丝送进速度下降到零时,焊接电源输出关闭,焊丝反向回抽,当焊丝回抽到预设距离时,焊接收弧过程结束。
2.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,在步骤101中,焊丝送进速度按第一预设斜率从正向速度下降到零,在此过程中焊接电源输出逐渐减小,控制熔滴尺寸在1倍焊丝直径左右,焊丝端头靠近母材,熔滴进入短路过渡状态。
3.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,在步骤102中,当焊丝送进速度下降到零时,焊接电源输出关闭,保证熔滴尺寸不会继续增大;在焊丝端头与母材重新粘合之前,焊丝送进速度按第二预设斜率从零开始反向加大。当焊丝回抽达到预设时间时,焊丝速度按第三预设斜率下降到零,焊接收弧过程结束。
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