專利名稱：自動(dòng)設(shè)置mig/mag焊接的焊接參數(shù)的方法和用于執(zhí)行所述方法的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的方法。本發(fā)明還涉及一種焊接方法，其被細(xì)分成執(zhí)行焊接測試以導(dǎo)出焊接參數(shù)的參數(shù)設(shè)置焊接操作，和基于參數(shù)設(shè)置焊接操作期間所導(dǎo)出的焊接參數(shù)的后續(xù)焊接操作。本發(fā)明還涉及一種被配置用來執(zhí)行所述方法的控制器。
背景技術(shù)：
MIG/MAG焊接是一種其中電極被持續(xù)送往工件的焊接過程。電源產(chǎn)生焊接電壓和焊接電流。在焊接過程期間，主要通過由電源產(chǎn)生的電弧加熱工件。部分通過電極中隨著焊接電流流動(dòng)通過電極伸出部分而產(chǎn)生的電力，且部分通過由電弧本身產(chǎn)生的熱來加熱電極。電極伸出部分是自由焊絲端與接觸尖端之間出現(xiàn)過渡到電極的電流的焊絲的一部分。焊接過程的基本控制旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于電極饋送速度的電極熔化速度。焊接過程的另一個(gè)基本控制是實(shí)現(xiàn)在可取的金屬過渡模式中操作焊接過程?？刂频牧硗鈱?duì)象(例如)可以是影響傳遞到工件的熱量。在三個(gè)基本金屬過渡模式的一個(gè)中發(fā)生MIG/MAG焊接。在短弧焊接中，通過短路熔滴而發(fā)生從電極到工件的材料運(yùn)輸。在圖2中示意地公開短弧焊接過程。因?yàn)樗鲞^程由交替電弧和短路熔滴的過渡組成，所以電極與工件之間的平均電壓變低，且因此到基材的熱傳遞將保持適度。當(dāng)所供應(yīng)的電力增加時(shí)，一個(gè)進(jìn)入混合電弧區(qū)，此處通過短路熔滴和非短路熔滴的混合物而發(fā)生材料運(yùn)輸。引起難以控制的不穩(wěn)定電弧，其具有許多焊接飛濺物和焊接煙霧的風(fēng)險(xiǎn)。通常在這個(gè)區(qū)中避免焊接。在足夠高的供應(yīng)電力下，過程進(jìn)入噴射區(qū)，此處通過沒有短路的精細(xì)分散的小熔滴而發(fā)生材料運(yùn)輸。飛濺物的量明顯比短弧焊接中少。供應(yīng)到基材的熱將在此更大，且所述方法主要適合于更厚的工件。在噴射區(qū)中，通過使用控制電源的先進(jìn)控制器，脈沖焊接是可能的。在脈沖焊接中，控制器控制焊接電流的波形以確保一個(gè)接一個(gè)地適當(dāng)掐斷熔滴。每個(gè)脈沖分離一個(gè)熔滴，且熔滴變得足夠小而不會(huì)短路。這種方法導(dǎo)致從噴射區(qū)以低焊接飛濺物的形式的優(yōu)點(diǎn)而沒有較大熱傳遞的缺點(diǎn)。焊接電源可由其靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性來描述。電源的靜態(tài)特性描述在恒定負(fù)載條件下輸出電壓如何取決于輸出電流。電源的動(dòng)態(tài)特性描述在變化負(fù)載條件下輸出電壓如何取決于輸出電流。經(jīng)常在靜態(tài)電壓-電流圖(U-1圖)中呈現(xiàn)焊接能源的靜態(tài)特性?？稍陔妷簩?duì)時(shí)間的圖以及電流對(duì)時(shí)間的圖中，或隨著加工點(diǎn)移動(dòng)而在時(shí)間上評(píng)估的電壓對(duì)電流的圖中呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)特性。焊接能源的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性均影響焊接過程。由于靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性之間的相互干擾，所述過程的最優(yōu)化較困難。焊接機(jī)器中電源的靜態(tài)特性必須適合焊接過程所選擇的金屬過渡模式。適合短弧焊接的MIG/MAG機(jī)器被視作具有略微減小特性的恒定電壓源，每100A通常是3V。這可對(duì)比于TIG焊接機(jī)器，在TIG焊接機(jī)器中取而代之電流是恒定的。在不太成熟的焊接機(jī)器中具有電極饋送速度的設(shè)置旋鈕和從焊接機(jī)器中的焊接變壓器選擇若干電壓出口的一個(gè)的設(shè)置旋鈕。這可被控制用于產(chǎn)生焊接電壓的晶閘管上的點(diǎn)火角的輪所取代。在現(xiàn)代變極機(jī)器中，焊接電壓可以以較大精度控制。對(duì)比于具有晶閘管或需要適合每個(gè)焊接方法和焊接情況的步驟控制的變壓器的其它電源構(gòu)造，具有開關(guān)模式電源和微處理器控制的晶體管的現(xiàn)代變極器技術(shù)提供靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性兩者的更快和更精確的控制。對(duì)于焊接操作者來說，針對(duì)特定電極速度選擇適當(dāng)?shù)碾妷簠⒖贾悼赡茌^困難，因?yàn)檫m當(dāng)參考值取決于如電極材料、電極尺寸和保護(hù)氣體類型的這些因素?，F(xiàn)今的焊接機(jī)器中通常包括在焊接機(jī)器的控制計(jì)算機(jī)中以適當(dāng)焊接參數(shù)的形式針對(duì)上文提及的影響因素值的不同組合(所謂的協(xié)同作用線)體驗(yàn)各種電極饋送速度。對(duì)于影響因素的所有組合生產(chǎn)這類線表示以測試焊接和文檔整理形式的大量工作。此外，電極質(zhì)量可能在不同的遞送之間變化，且因此導(dǎo)致先前測試的協(xié)同作用線不再運(yùn)作。此外，現(xiàn)在在沒有指定氣體組合物的情況下用供應(yīng)商的特定名稱銷售保護(hù)氣體。這也導(dǎo)致適合于所有焊接情況的具有預(yù)定量的協(xié)同作用線上的問題。即使隨后重復(fù)明顯相同的焊接情況也并不總是成功，因?yàn)闅怏w的組合物或焊接電極可能已在沒有注意到的情況下被制造商改變。顯然，當(dāng)焊接新的批次時(shí)這會(huì)導(dǎo)致棘手的不確定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過減少開始焊接過程時(shí)必須考慮的因素的數(shù)量而促進(jìn)不同焊接情況的焊接。通過根據(jù)權(quán)利要求1的自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的方法來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。根據(jù)本發(fā)明，自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的方法始于開始參數(shù)設(shè)置焊接操作的步驟。在參數(shù)設(shè)置焊接操作中，收集數(shù)據(jù)以后續(xù)使用于持續(xù)焊接操作中?？衫缭趶U金屬的測試件上執(zhí)行參數(shù)設(shè)置焊接操作。以選擇的焊絲速度執(zhí)行參數(shù)設(shè)置焊接操作，其中焊絲具有可能未知的焊絲尺寸。在參數(shù)設(shè)置焊接操作期間，操作者開始焊接過程，且持續(xù)從幾秒到通常小于一分鐘的一段時(shí)間。在這段時(shí)間內(nèi)，焊接過程的控制電壓適合當(dāng)前的焊絲材料、氣體和焊絲饋送的組合。執(zhí)行控制電壓的調(diào)適以選擇提供在多個(gè)焊接周期上具有短路條件的良好可重復(fù)性的穩(wěn)定焊接條件的控制電壓。可通過改變控制電壓來執(zhí)行選擇，且在選擇具有良好穩(wěn)定性的控制電壓之后記錄關(guān)于焊接過程穩(wěn)定性的度量?？捎刹僮髡哌x擇參數(shù)設(shè)置參考電壓，或如本發(fā)明的實(shí)施方案中在參數(shù)設(shè)置焊接操作中自動(dòng)確定。以如W02007/032734中所解釋的方式，可通過控制短路百分比而執(zhí)行自動(dòng)確定適當(dāng)控制電壓，以實(shí)現(xiàn)參考電壓的可取設(shè)置值。在選擇控制電壓的最初穩(wěn)定期之后，可在參數(shù)設(shè)置焊接操作時(shí)收集數(shù)據(jù)。最初穩(wěn)定期通常延續(xù)幾秒。根據(jù)本發(fā)明，在所述參數(shù)設(shè)置焊接操作期間檢測以當(dāng)前焊絲饋送速度的響應(yīng)焊接電流?？蓮暮附涌刂破魈峁╉憫?yīng)焊接電流，所述焊接控制器具有感測焊接電流的傳感器?？赏ㄟ^形成許多焊接周期的平均值而檢測響應(yīng)焊接電流?？稍诤附又芷诘牟糠只蚧蛘咴谡麄€(gè)焊接周期上形成平均值。所述部分可由具有基值電流的周期或峰值電流的周期而形成，或或者由基值周期和峰值周期兩者的部分而形成。出于本發(fā)明的目的，所檢測的電流足夠表示焊接過程?？蓮囊驯徊僮髡呋虼_定適當(dāng)焊絲饋送速度的控制器設(shè)置焊絲饋送速度的焊接控制器或從感測焊絲饋送速度的傳感器獲得焊絲饋送速度。所檢測的響應(yīng)焊接電流和當(dāng)前焊絲饋送速度可被收集為數(shù)據(jù)對(duì)或數(shù)據(jù)對(duì)的組。通過第一函數(shù)識(shí)別控制塊中的焊接控制器根據(jù)所檢測的響應(yīng)焊接電流和當(dāng)前焊絲饋送速度來識(shí)別第一函數(shù)Ψ。數(shù)據(jù)對(duì)定義焊接電流/焊絲饋送速度的空間中的操作點(diǎn)。一組數(shù)據(jù)對(duì)定義焊接電流/焊絲饋送速度的空間中的一組操作點(diǎn)。定義焊接電流與(不同尺寸的焊絲之間的)焊絲饋送速度之間的關(guān)系的函數(shù)可存儲(chǔ)在所述第一函數(shù)識(shí)別控制塊可訪問的存儲(chǔ)器中。通過識(shí)別焊接電流/焊絲饋送速度的空間中的操作點(diǎn)，或通過使操作點(diǎn)的組線性回歸，可選擇最佳地表示電流焊接操作的函數(shù)。每個(gè)函數(shù)表示焊絲材料和厚度的特定焊接情況。通過實(shí)驗(yàn)確定函數(shù)組，以收集描述焊接電流與不同材料和不同焊絲厚度的焊絲饋送速度之間的關(guān)系。結(jié)果作為一組第一函數(shù)存儲(chǔ)在控制器的存儲(chǔ)器中。可通過使用定義焊接電流與一組焊接條件的焊絲饋送速度之間的關(guān)系的函數(shù)來插入定義焊接電流與一組焊接條件的焊絲饋送速度之間的關(guān)系的查詢表而執(zhí)行第一函數(shù)的確定，其中通過選擇所存儲(chǔ)的函數(shù)的適當(dāng)參數(shù)值或通過用于識(shí)別焊接電流與(焊接電流與不同操作條件的焊絲饋送速度之間的)一組存儲(chǔ)的關(guān)系中的焊絲饋送速度之間所選擇的關(guān)系的任何方式而選擇第一函數(shù)。一般而言，第一函數(shù)Ψ形成從響應(yīng)焊接電流到當(dāng)前焊絲饋送速度的線性映射。雖然可預(yù)期更復(fù)雜或較不復(fù)雜的函數(shù)，但是焊接電流與焊絲饋送速度之間的關(guān)系可適當(dāng)?shù)乇硎鰹関=k*Ip。在此V是焊絲饋送速度，I是焊接電流，且P是I與2之間的數(shù)字。這個(gè)關(guān)系可對(duì)于具有不同尺寸和不同材料的一組焊絲成立。特定材料和尺寸的適當(dāng)函數(shù)的特征在于k和P的值。用所檢測的響應(yīng)焊接電流和當(dāng)前焊絲饋送速度，可由焊接控制器中的直接操作來確定第一參數(shù)值k和p。此外，由焊接控制器根據(jù)第一函數(shù)和可取焊接電流確定可取焊絲饋送速度。這通過根據(jù)第一函數(shù)和可取焊接電流確定焊絲饋送速度的焊絲饋送速度控制塊中的焊接控制器來執(zhí)行?？赏ㄟ^將可取焊接電流作為輸入數(shù)據(jù)采用，且通過使用定義第一函數(shù)的函數(shù)或通過定義第一函數(shù)的任何其它方式插入定義第一函數(shù)的查詢表，將可取焊接電流使用為內(nèi)部數(shù)據(jù)而執(zhí)行可取焊絲饋送速度的確定。可通過操作者選擇或由控制器確定可取焊接電流。視需要，可取焊接電流可如下確定。操作者可將要被焊接的工件的實(shí)際厚度設(shè)置為到焊接控制器的輸入數(shù)據(jù)。焊接控制器包括可取焊接電流映射函數(shù)，其將工件厚度映射到可取焊接電流。通過使用定義工件厚度與可取焊接電流之間的關(guān)系的函數(shù)，或通過定義工件厚度與可取焊接電流的關(guān)系的任何其它方式，可以定義工件厚度與可取焊接電流之間的關(guān)系的查詢表的形式提供可取焊接電流映射函數(shù)?？赏ㄟ^以常規(guī)方式收集焊接數(shù)據(jù)而產(chǎn)生查詢表和/或函數(shù)。由焊接控制器通過使用可取焊接電流映射函數(shù)而確定可取焊接電流。一般而言，可取焊接電流映射函數(shù)形成從工件厚度到可取焊接電流的線性映射。可取焊接電流可另外取決于工件材料。工件材料可由操作者鍵入控制器中，或者以下文公開的方式由控制器自動(dòng)確定。雖然可預(yù)期更復(fù)雜的函數(shù)，但是工件厚度與可取焊接電流之間的關(guān)系可適當(dāng)?shù)乇硎鰹棣?1^*Τ+1 2*Τ2。在此I是焊接電流，且T是工件厚度。參數(shù)!^和匕可取決于工件材料。通過輸入表示工件厚度的數(shù)據(jù)，可確定可取焊接電流。通過使用根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的方法，消除了對(duì)手動(dòng)設(shè)置焊絲饋送速度或通過使用反映整個(gè)焊接情況的復(fù)雜協(xié)同作用線的需求，且被自動(dòng)設(shè)置根據(jù)可取焊接電流確定的焊絲饋送速度而取代。視需要，根據(jù)來自選擇工件厚度的操作者的輸入而自動(dòng)確定可取焊接電流。從而降低了設(shè)置焊接條件的復(fù)雜性。通過在參數(shù)設(shè)置焊接操作期間在短弧金屬過渡模式中操作MIG/MAG焊接設(shè)備，可建立穩(wěn)定的參數(shù)設(shè)置焊接操作。在短弧金屬過渡模式中，電極處的狀態(tài)在短路與(焊絲端(電極端)與工件之間的)電弧之間交替。焊接電流源的動(dòng)態(tài)屬性確定短路的時(shí)間。在正常焊接期間，每次短路應(yīng)該是0.5毫秒到40毫秒。通過以所屬領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式適當(dāng)?shù)貥?biāo)注焊接變壓器、電感器和電路中的內(nèi)部電阻以及電感器的感應(yīng)系數(shù)而產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)屬性。在現(xiàn)代機(jī)器中，電感器經(jīng)常是電子種類的，即，包括硬件和軟件的過程調(diào)節(jié)器。特定而言，動(dòng)態(tài)屬性可在持續(xù)期間在與焊接有關(guān)的開始過程時(shí)變化。焊接機(jī)器的動(dòng)態(tài)屬性確定在焊接過程期間可多快地控制和調(diào)整焊接電流。因此通過在過程調(diào)節(jié)器中定義短路期間的電流增長率，過程調(diào)節(jié)器給出影響每個(gè)短路過程的屬性。機(jī)器的靜態(tài)特性主要由過程調(diào)節(jié)器中的所述內(nèi)部電阻或其等價(jià)物來定義。視需要，參數(shù)設(shè)置焊接操作包括建立由短路時(shí)間和電弧時(shí)間定義的短弧焊接過程。焊接控制器可被設(shè)置用來以如果總周期時(shí)間(其中周期時(shí)間是短路時(shí)間和電弧時(shí)間之和)的測量短路時(shí)間超過定義的 可調(diào)整設(shè)置值，那么熔化效率增加，且如果所述短路百分比下降到低于所述設(shè)置值，那么熔化效率減小的這種方式來控制電極的熔化效率。通過使短路時(shí)間相對(duì)于周期時(shí)間的百分比維持為恒定于可取設(shè)置值，獲得容許在不同外部影響因素(如接觸尖端與工件之間的距離變動(dòng))下的焊接的良好效果。周期時(shí)間是焊接周期期間短路時(shí)間和電弧時(shí)間之和。視需要，根據(jù)所述短路百分比值確定電壓參考值U參考。電壓參考值U 被調(diào)適使得獲得當(dāng)前短路百分比。因此，在參數(shù)設(shè)置焊接操作期間使用確定短路百分比值實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)設(shè)置用于控制焊接操作的適當(dāng)電壓參考值。此外，實(shí)現(xiàn)了容許使用不同保護(hù)氣體組合物。視需要，在參數(shù)設(shè)置焊接操作期間測量焊接電壓和表示焊絲饋送速度的參數(shù)。可通過形成許多焊接周期的平均值而檢測焊接電壓?？稍诤附又芷诘牟糠只蚧蛘咴谡麄€(gè)焊接周期上形成平均值。所述部分可由具有基值電流的周期或峰值電流的周期而形成，或或者由基值周期和峰值周期兩者的部分而形成。出于本發(fā)明的目的，所檢測的電流足夠表示焊接過程。表示焊絲饋送速度的參數(shù)可以是實(shí)際的焊絲饋送速度，或或者焊接電流。焊接控制器使用測量的焊接電壓和焊接電流以識(shí)別將表示焊絲饋送速度的所述參數(shù)映射到所述焊接電壓的第二函數(shù)。通過第二函數(shù)識(shí)別控制塊中的焊接控制器根據(jù)焊接電壓和表示焊絲饋送速度的參數(shù)識(shí)別第二函數(shù)。第二數(shù)據(jù)對(duì)定義焊接電壓/焊絲饋送速度的空間中的操作點(diǎn)。一組第二數(shù)據(jù)對(duì)定義焊接電壓/焊絲饋送速度的空間中的一組操作點(diǎn)。定義焊接電壓與所述參數(shù)(表示不同材料的焊絲之間的焊絲饋送速度)之間的關(guān)系的函數(shù)可被存儲(chǔ)在所述第二函數(shù)識(shí)別控制塊可訪問的存儲(chǔ)器中。通過識(shí)別焊接電壓/焊絲饋送速度的空間中的操作點(diǎn)，或通過使操作點(diǎn)的組線性回歸，可選擇最佳地表示電流焊接操作的函數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)表示以零焊絲饋送速度時(shí)的焊接電壓的數(shù)據(jù)確定使用于焊絲的材料。已經(jīng)表明，不同材料和焊絲材料的不同厚度在焊接電壓/焊絲饋送速度的空間中以不同函數(shù)描述，且這些函數(shù)在零或近似零的焊絲饋送速度時(shí)容易被分離。在此應(yīng)注意，可通過收集定義焊接電壓/焊絲饋送速度的空間中的一組操作點(diǎn)的數(shù)據(jù)對(duì)而獲得第二函數(shù)。在實(shí)際焊接操作點(diǎn)處收集數(shù)據(jù)對(duì)?？勺R(shí)別描述焊接電壓與焊絲饋送速度之間的關(guān)系的第二函數(shù)。這個(gè)函數(shù)將被定義在實(shí)際焊接操作點(diǎn)以外，如以零焊絲饋送速度的焊接。因此，雖然可能無法以零焊絲饋送速度執(zhí)行焊接，但是可使用第二函數(shù)的以零焊絲饋送速度的值，以將材料的類別彼此分開。第二函數(shù)可(例如)是一組數(shù)據(jù)對(duì)的函數(shù)的最小二乘調(diào)適。因此焊接控制器可在焊絲確定控制塊中根據(jù)所識(shí)別的第二函數(shù)自動(dòng)確定當(dāng)前所使用的焊絲材料類別。焊絲材料類別的實(shí)例是低合金鋼、高合金鋼和鋁合金。如上文所提出，可通過取決于第二函數(shù)的值使用定義材料或焊接材料的類別的查詢表，或通過將第二數(shù)據(jù)對(duì)或多個(gè)第二數(shù)據(jù)對(duì)與第二函數(shù)(其本身表示特定材料)匹配來從第二函數(shù)獲得以零焊絲饋送速度的焊接電壓值而執(zhí)行焊絲材料類別的確定。一般而言，第二函數(shù)Φ形成了從表示焊絲饋送速度的參數(shù)到焊接電壓的線性映射，U= Φ (v)0雖然可預(yù)期更復(fù)雜的函數(shù)，但是焊接電流與焊接電壓之間的關(guān)系可適當(dāng)?shù)乇硎鰹閁=(p*v。在此，U是焊接電壓且V是表示焊絲饋送速度的參數(shù)。用表示焊絲饋送速度的參數(shù)值和焊接電壓，第二函數(shù)Φ可由可通過焊接控制器中的直接操作而確定的參數(shù)值Φ表示。因此對(duì)于特定的材料類別，第二函數(shù)將焊接電流映射到焊接電壓?？赏ㄟ^記錄對(duì)于不同焊接電壓和焊絲饋送速度的各種焊接條件時(shí)的各種焊絲材料和焊絲厚度的測試中所收集的數(shù)據(jù)而建立映射。因?yàn)闇y試取決于對(duì)于特定焊接電流施加適當(dāng)?shù)暮附与妷?，所以?dāng)前所使用的焊絲材料的確定可與通過相對(duì)于短弧百分比值調(diào)節(jié)參考電壓而自動(dòng)設(shè)置焊接電壓一起完成。所組合的方法實(shí)現(xiàn)了可對(duì)于許多種焊接電極尺寸和材料而操作焊接機(jī)器。對(duì)于不同電極材料、電極尺寸和保護(hù)氣體類型，將在很大程度上不再需要測試的協(xié)同作用線的需求，且因此在焊接期間用來自不同供應(yīng)商和來自不同生產(chǎn)批次的焊絲和氣體增加了適當(dāng)重復(fù)精確度的安全性。一旦已經(jīng)通過設(shè)置適當(dāng)?shù)暮附z饋送速度和可取焊接電流而考慮焊絲材料和焊絲尺寸，就可確定焊絲的粗滴區(qū)過渡電流。粗滴區(qū)過渡電流是表示粗滴區(qū)的電流。粗滴區(qū)是金屬過渡模式從短路轉(zhuǎn)變到噴射之處，或反之亦然。對(duì)于選擇的但未定義的焊絲材料和尺寸，可根據(jù)上文所述根據(jù)第一函數(shù)和第二函數(shù)自動(dòng)確定適當(dāng)?shù)暮附z饋送速度和焊接電流。通過控制取決于短弧百分比值的參考電壓來控制焊接過程的可能性實(shí)現(xiàn)了至少部分進(jìn)入噴射區(qū)的穩(wěn)定焊接。在噴射區(qū)的較冷部分中，仍然存在較小百分比的短路熔滴過渡。用2%至5%的短路百分比設(shè)置，也獲得了噴射區(qū)(有時(shí)根據(jù)RapidArc的概念提及)的這個(gè)部分的穩(wěn)定控制。然而在純短弧焊接期間，適當(dāng)?shù)亩搪钒俜直仁?7%至25%，并且已經(jīng)表明21%是適當(dāng)?shù)?。如果較冷的焊接是可取的，那么增加所述百分比且反之亦然。電流源、電極饋送器或調(diào)整箱上應(yīng)存在具有這個(gè)功能以調(diào)整短路百分比的設(shè)置值的輸入裝置。焊絲材料和焊絲尺寸的自動(dòng)檢測實(shí)現(xiàn)了粗滴區(qū)過渡電流的自動(dòng)確定。因此所提出的實(shí)施方案實(shí)現(xiàn)了當(dāng)所述可取焊接電流增加到等于或大于粗滴區(qū)過渡電流的值時(shí)，將短路百分比從第一較大值調(diào)整到第二較小值，且當(dāng)可取焊接電流降低到等于或小于粗滴區(qū)過渡電流的值時(shí)，將短路百分比從第二較小值調(diào)整到第一較大值。本發(fā)明還涉及一種焊接方法，其包括如上文所定義的在參數(shù)設(shè)置焊接操作期間自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的步驟，其接著是在參數(shù)設(shè)置焊接操作期間由焊接參數(shù)或焊接參數(shù)組控制持續(xù)焊接過程。視需要，本發(fā)明涉及一種焊接方法，其中操作者選擇工件厚度，且焊接控制器在參數(shù)設(shè)置焊接操作期間自動(dòng)確定可取焊接電流、可取焊絲饋送速度、電壓參考值u#if，其中在操作者之后，并且將可取焊接電流、可取焊絲饋送速度和電壓參考值u#it作為控制參數(shù)而執(zhí)行持續(xù)焊接操作。可根據(jù)由焊接控制器收集的數(shù)據(jù)自動(dòng)檢測焊絲材料。


將在下文參考附圖而更詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施方案，其中圖1示意地公開了用于MIG/MAG焊接的裝置，圖2公開了當(dāng)短弧焊接期間熔滴在焊接電極與工件之間過渡時(shí)電流和電壓如何變化，圖3示意地公開了被配置用來執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的焊接控制器的架構(gòu)，圖4不意地不出一組不同的第一函數(shù)Ψρ Ψ2、Ψ3、￥4和一組第一數(shù)據(jù)對(duì)Q1、Q2、Q3。

圖5示意地示出在焊接電壓/焊絲饋送速度的空間中的一組第二函數(shù)Φ。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施方案的方框圖。
具體實(shí)施例方式圖1公開了用于MIG/MAG焊接的焊接設(shè)備。所公開的焊接設(shè)備包括焊接機(jī)器10，其具有被調(diào)適用來將焊接能量或熔化電力供應(yīng)到電極7的電源I。優(yōu)選地，電源I包括變極器電源。焊接機(jī)器10上提供電極饋送器2。電極饋送器2被調(diào)適用來將電極7送到焊接炬
3。焊接炬3經(jīng)由焊接電纜連接到電極饋送器2、焊接機(jī)器10和氣體容器4。焊接炬3包括氣體噴嘴5和導(dǎo)電管6，電極7通過其而被送到工件8附近的位置。焊接氣體從氣體容器4供應(yīng)到在氣體噴嘴5與導(dǎo)電管6之間封閉的空間。此外，焊接設(shè)備包括焊接控制器20。焊接控制器20包括通用控制器21，其被配置用來通過對(duì)將要焊接的工件設(shè)置適當(dāng)?shù)撵o態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性而控制焊接電流和電壓。通用控制器21還被配置用來調(diào)節(jié)電極饋送器2的饋送速度。通用控制器21明確地設(shè)置參考電壓U#it，其在焊接過程期間被使用為平均電壓的參照。除了由通用控制器21執(zhí)行的用于設(shè)置參考電壓和定義焊接電流和焊接電壓的形狀的常規(guī)控制功能之外，焊接控制器20還包括一組控制塊以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的方法的操作。圖3示意地公開了焊接控制器20的架構(gòu)，其被配置用來執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。焊接控制器20包括第一函數(shù)確定控制塊22。在第一函數(shù)識(shí)別控制塊22中，根據(jù)所檢測的響應(yīng)焊接電流 和當(dāng)前焊絲饋送速度V識(shí)別第一函數(shù)。當(dāng)前焊絲饋送速度可從通用控制器21經(jīng)由路徑a)而收集，或者由感測焊絲饋送速度的傳感器23檢測?？蓮木哂杏糜诟袦y焊接電流的傳感器24的通用控制器21提供響應(yīng)焊接電流取決于制造單個(gè)還是多個(gè)樣品，當(dāng)前焊絲饋送速度V和焊接電流I形成第一數(shù)據(jù)對(duì)或第一組數(shù)據(jù)對(duì)。第一數(shù)據(jù)對(duì)定義了焊接電流/焊絲饋送速度的空間中的操作點(diǎn)。一組數(shù)據(jù)對(duì)定義焊接電流/焊絲饋送速度的空間中的一組操作點(diǎn)。定義焊接電流與(不同尺寸的焊絲之間的)焊絲饋送速度之間的關(guān)系的函數(shù)可存儲(chǔ)在所述第一函數(shù)識(shí)別控制塊可訪問的存儲(chǔ)器中。通過識(shí)別焊接電流/焊絲饋送速度的空間中的操作點(diǎn)，或通過使操作點(diǎn)的組線性回歸，可選擇最佳地表示電流焊接操作的第一函數(shù)Ψ。一般而言，第一 函數(shù)Ψ形成從響應(yīng)焊接電流到當(dāng)前焊絲饋送速度的線性映射，即V= Ψ (I)。雖然可預(yù)期更復(fù)雜或較不復(fù)雜的函數(shù)，但是焊接電流與焊絲饋送速度之間的關(guān)系可適當(dāng)?shù)乇硎鰹関=k*Ip。在此V是焊絲饋送速度，I是焊接電流，且P是I與2之間的數(shù)字。這個(gè)關(guān)系可對(duì)于不同尺寸和不同材料的一組焊絲成立。特定材料和尺寸的適當(dāng)?shù)谝缓瘮?shù)Ψ可取決于k和P的值。用所檢測的響應(yīng)焊接電流和當(dāng)前焊絲饋送速度，可由焊接控制器中的直接操作來確定第一參數(shù)值k和P。在將要確定兩個(gè)參數(shù)值的情況中，需要至少兩個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)V、I。在簡單的模型中，對(duì)于可應(yīng)用于焊機(jī)的一組焊接條件，P可以是已知的。因此可根據(jù)單個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)識(shí)別第一函數(shù)Ψ?？赏ㄟ^使用定義焊接電流I與焊絲饋送速度V之間的關(guān)系的函數(shù)且確定描述所述函數(shù)的適當(dāng)系數(shù)，或通過用于識(shí)別定義焊接電流I與焊絲饋送速度V之間的關(guān)系的適當(dāng)?shù)牡谝缓瘮?shù)的任何其它方式來插入定義焊接電流I與焊絲饋送速度V之間的關(guān)系的查詢表而執(zhí)行第一函數(shù)Ψ的確定。圖4中示意地示出在焊接電流/焊絲饋送速度的空間中的一組不同的第一函數(shù) Ψ2、Ψ3、Ψ4和一組第一數(shù)據(jù)對(duì)Q1、Q2、Q3。表示不同的第一函數(shù)的數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)
器區(qū)25中。通過收集第一數(shù)據(jù)對(duì)，可以常規(guī)方式執(zhí)行最佳地表示數(shù)據(jù)對(duì)的第一函數(shù)的第一數(shù)據(jù)對(duì)的識(shí)別。出于確定第一函數(shù)Ψ的目的，第一函數(shù)確定控制塊22可訪問存儲(chǔ)所述關(guān)系的存儲(chǔ)器區(qū)25和用于執(zhí)行計(jì)算的處理器構(gòu)件27。在一個(gè)實(shí)施方案中，可通過建立參數(shù)值(例如如上文定義的描述第一函數(shù)的k和P)而識(shí)別第一函數(shù)。存儲(chǔ)器和處理器構(gòu)件可與焊接控制器20的其它控制塊共享，或局部地配置在控制塊中。因?yàn)樗鎯?chǔ)的關(guān)系可以足夠的精確度描述為簡單的線性函數(shù)，所以可使用提供第一函數(shù)的度量的硬接線解決方案。操作者可將要被焊接的工件的實(shí)際厚度設(shè)置為到焊接控制器20的輸入數(shù)據(jù)。可由操作者經(jīng)由操作者界面26鍵入實(shí)際厚度T。焊接控制器還包括可取焊接電流控制塊28，其根據(jù)輸入的厚度確定可取焊接電流。這可通過將工件厚度映射到可取焊接電流的可取焊接電流映射函數(shù)而執(zhí)行。可通過使用定義工件厚度與可取焊接電流之間的關(guān)系的函數(shù)，或通過定義工件厚度與可取焊接電流之間的關(guān)系的任何其它方式來以定義工件厚度與可取焊接電流之間的關(guān)系的查詢表的形式提供可取焊接電流映射函數(shù)?？赏ㄟ^以常規(guī)方式收集焊接數(shù)據(jù)而產(chǎn)生查詢表和/或函數(shù)。通過使用可取焊接電流映射函數(shù)，在可取焊接電流控制塊28中根據(jù)所述實(shí)際厚度T確定了可取焊接電流。一般而言，可取焊接電流映射函數(shù)形成從工件厚度到可取焊接電流的線性映射。雖然可預(yù)期更復(fù)雜的函數(shù)，但是工件厚度與可取焊接電流之間的關(guān)系可適當(dāng)?shù)乇硎鰹棣?1^*τ+1 2*τ2。在此I是焊接電流，且T是工件厚度。出于確定可取焊接電流I胃1的目的，可取焊接電流控制塊28可訪問存儲(chǔ)可取焊接電流映射函數(shù)的存儲(chǔ)器區(qū)25以及用于執(zhí)行計(jì)算的處理器構(gòu)件27。存儲(chǔ)器和處理器構(gòu)件可與焊接控制器20的其它控制塊共享，或局部地配置在控制塊中。提供焊絲饋送速度控制塊30以根據(jù)第一函數(shù)Ψ (從第一函數(shù)確定控制塊22提供)以及可取焊接電流Iim (從可取焊接電流控制塊28提供)確定可取焊絲饋送速度Vimtl可通過使用定義焊接電流與第一函數(shù)之間的關(guān)系的函數(shù)，或通過定義焊接電流與第一函數(shù)之間的關(guān)系的任何其它方式來通過插入定義焊接電流與第一函數(shù)之間的關(guān)系的查詢表而執(zhí)行確定。在由一組參數(shù)(其在第一函數(shù)識(shí)別控制塊中確定)描述第一函數(shù)Ψ的情況中，可取焊接電流控制塊28將使用確定的參數(shù)以計(jì)算可取焊接電流。例如，在第一函 數(shù)識(shí)別控制塊中，可根據(jù)響應(yīng)焊接電流和當(dāng)前焊絲饋送速度確定表達(dá)式v=k*Ip中的k和p。一旦確定了 k和P，就可確定可取電流的可取焊絲饋送速度。出于確定可取焊絲饋送速度的目的，焊絲饋送速度控制塊30可訪問存儲(chǔ)定義第一函數(shù)的關(guān)系的存儲(chǔ)器區(qū)25以及用于執(zhí)行計(jì)算的處理器構(gòu)件27。存儲(chǔ)器和處理器構(gòu)件可與焊接控制器20的其它控制塊共享，或局部地配置在控制塊中。因?yàn)樗鎯?chǔ)的關(guān)系可以足夠的精確度描述為簡單的線性函數(shù)，所以可使用提供第一函數(shù)的度量的硬接線解決方案。可取焊絲饋送速度經(jīng)由通信通道c而轉(zhuǎn)送到通用控制器21，以經(jīng)由通信通道d控制電極饋送器2。焊接控制器20可視需要包括傳感器32，其被調(diào)適用來感測電極7與工件8之間的短路，以及傳感器34，其被調(diào)適用來感測電極7與工件8之間的電弧。短路百分比值確定控制塊36和傳感器32 —起形成用于建立短路時(shí)間(即，短路持續(xù)時(shí)間)的構(gòu)件。短路百分比值確定控制塊36和傳感器34 —起形成用于建立電弧時(shí)間(即，電弧持續(xù)時(shí)間)的構(gòu)件。在短路百分比值確定控制塊36中，以直接的方式確定短路百分比值短路％。短路百分比值短路％被轉(zhuǎn)送到焊接電壓參考值確定控制塊38，此處確定參考電壓U#it的修正項(xiàng)Λ。參考電壓電壓U#it的修正項(xiàng)Λ經(jīng)由通信通道e被轉(zhuǎn)送到調(diào)適所述參考電壓的通用控制器21。因此通用控制器21被調(diào)適用來以如果總周期時(shí)間(其中周期時(shí)間是短路時(shí)間和電弧時(shí)間之和)的測量短路時(shí)間超過定義的可調(diào)整設(shè)置值，那么能量供應(yīng)增加，且如果所述短路百分比下降到低于所述設(shè)置值，那么能量供應(yīng)減小的這種方式來控制供應(yīng)到電極7的能量。結(jié)果，通用控制器21將短路百分比維持在恒定、可取的設(shè)置值。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案可用于使短路百分比維持為恒定在可取設(shè)置值。這通過使通用控制器21以常規(guī)方式給電源適當(dāng)?shù)撵o態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性以產(chǎn)生可取短路百分比而實(shí)現(xiàn)。然而作為替代，所述實(shí)施方案也可以在沒有任何特定的過程調(diào)節(jié)器的更簡單的機(jī)器中執(zhí)行，如晶閘管控制的焊接電流源。在這種情況中，本發(fā)明的調(diào)節(jié)器直接控制焊接機(jī)器I的晶閘管的點(diǎn)火角。
視需要，通過電壓計(jì)40測量焊接電壓。根據(jù)傳感器23或經(jīng)由可從通用控制器21獲得的數(shù)據(jù)確定表示焊絲饋送速度的參數(shù)。提供第二函數(shù)確定控制塊42以識(shí)別第二函數(shù)Φ。第二函數(shù)確定控制塊42使用所測量的焊接電壓和表示焊絲饋送速度的參數(shù)值以確定將表示焊絲饋送速度的參數(shù)映射到焊接電壓的第二函數(shù)Φ，即，υ=Φ (V)。如已在前文指出，焊接電壓和表示焊絲饋送速度的參數(shù)值形成了定義在焊接電壓/表示焊絲饋送速度的參數(shù)的空間中的操作點(diǎn)的第二數(shù)據(jù)對(duì)。一組數(shù)據(jù)對(duì)定義焊接電壓/焊絲饋送速度的空間中的一組操作點(diǎn)。定義焊接電壓與表示(不同材料的焊絲之間的)焊絲饋送速度的參數(shù)之間的關(guān)系的函數(shù)可存儲(chǔ)在所述第二函數(shù)識(shí)別控制塊可訪問的存儲(chǔ)器中。圖5示意地示出焊接電壓/焊絲饋送速度的空間中的一組第二函數(shù)Φ。函數(shù)來源于用不同材料和直接的焊絲以不同焊接速度的焊接所執(zhí)行的測試。對(duì)于每個(gè)焊接材料，分組在一起的一組函數(shù)Φ12、Φ13等等通常表示不同焊絲直徑。不同焊接材料由不同組的函數(shù)Φ^、Φ12、Φ13 ；Φ21> Φ22、Φ23 ；Φ31> Φ32> Φ33等等表示。不同組中的函數(shù)可在焊接電壓/焊絲饋送速度的空間中彼此交叉。通過采用適當(dāng)數(shù)量的第二數(shù)據(jù)對(duì)Q4、Q5、Q6，可識(shí)別對(duì)應(yīng)于所使用的材料的第二函數(shù)Φ。代替存儲(chǔ)函數(shù)的表示，可通過將參數(shù)值調(diào)適成一般地描述函數(shù)的表達(dá)式而識(shí)別第二函數(shù)Φ。表達(dá)式可以是多項(xiàng)式。 通過識(shí)別焊接電壓/焊絲饋送速度的空間中的操作點(diǎn)，或通過使操作點(diǎn)的組線性回歸，可識(shí)別最佳地表示電流焊接操作的第二函數(shù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)表示以零焊絲饋送速度的焊接電壓的數(shù)據(jù)確定所使用的材料。已經(jīng)表明，不同焊絲材料和不同焊絲厚度在焊接電壓/表示焊絲饋送速度的參數(shù)的空間中用不同函數(shù)描述，且這些函數(shù)在零或近似零的焊絲饋送速度時(shí)容易被分離。因此，可根據(jù)自焊接電壓和表示焊絲饋送速度的參數(shù)識(shí)別的特定的第二函數(shù)來確定焊接材料?？梢匀魏畏绞绞褂眯畔?，使用確定的第二函數(shù)U= φ (v)以確定可取焊絲饋送速 度的適當(dāng)?shù)膮⒖茧妷海源_定特定焊絲材料的可取焊接電壓。用表示焊絲饋送速度的參數(shù)和焊接電壓，可通過第二函數(shù)確定控制塊42中的直接操作而確定第二函數(shù)Φ。出于確定第二函數(shù)Φ的目的，第二函數(shù)確定控制塊42可訪問存儲(chǔ)所述關(guān)系的存儲(chǔ)器區(qū)25以及用于執(zhí)行計(jì)算的處理器構(gòu)件27。存儲(chǔ)器和處理器構(gòu)件可與焊接控制器20的其它控制塊共享，或局部地配置在控制塊中。在一個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)前所使用的焊絲材料的識(shí)別可與通過相對(duì)于短弧百分比值調(diào)節(jié)參考電壓而自動(dòng)設(shè)置焊接電壓一起完成。所組合的方法實(shí)現(xiàn)了可對(duì)于許多種焊接電極尺寸和材料而操作焊接機(jī)器。視需要，焊接控制器20可包括焊絲確定控制塊44，其根據(jù)由第二函數(shù)確定控制塊42提供的第二參數(shù)自動(dòng)確定當(dāng)前所使用的焊絲材料和焊絲尺寸。這可取決于所識(shí)別的第二函數(shù)而在定義材料或材料類別的查詢表中執(zhí)行。因此焊接控制器可根據(jù)焊絲確定控制塊中的識(shí)別的第二函數(shù)自動(dòng)確定當(dāng)前所使用的焊絲材料。這可如上文所提出，通過取決于第二函數(shù)的值使用定義材料或材料類別的查詢表，或通過將第二數(shù)據(jù)對(duì)或多個(gè)第二數(shù)據(jù)對(duì)與第二函數(shù)(其本身表示特定材料)匹配來從第二函數(shù)獲得以零焊絲饋送速度的焊接電壓值而執(zhí)行。代替實(shí)際確定所使用的焊絲材料，從第二函數(shù)確定控制塊42的輸出可用于產(chǎn)生可取電流校正參數(shù)Ιβ ，其含有校正可取焊接電流控制塊28中產(chǎn)生的可取電流的信息。或者，從第二函數(shù)確定控制塊42的輸出可以是到可取焊接電流控制塊28的輸入?？山?jīng)由通信通道f發(fā)生通信。此外，可提供粗滴區(qū)過渡電流確定控制塊46。在粗滴區(qū)過渡電流確定控制塊46中，可根據(jù)焊絲材料和尺寸確定粗滴區(qū)過渡電流以用于焊接。一旦已在焊絲確定控制塊44中根據(jù)第二參數(shù)確定了焊絲材料和焊絲尺寸，就可從查詢表收集粗滴區(qū)過渡電流。粗滴區(qū)過渡電流是表示金屬過渡模式從短弧轉(zhuǎn)變到噴射弧的粗滴區(qū)的電流，或反之亦然。通過控制取決于短弧百分比值的參考電壓來控制焊接過程的可能性實(shí)現(xiàn)了至少部分進(jìn)入噴射區(qū)的穩(wěn)定焊接。在噴射區(qū)的較冷部分中，仍然存在短路熔滴過渡的較小百分t匕。用2%至5%的短路百分比調(diào)整，也獲得了噴射區(qū)(有時(shí)根據(jù)RapidArc的概念提及)的這個(gè)部分的穩(wěn)定控制。然而在純短弧焊接期間，適當(dāng)?shù)亩搪钒俜直仁?7%至25%，并且已經(jīng)表明21%最適合于作為初始值。如果較冷的焊接是可取的，那么增加所述百分比，且反之亦然。電流源、電極饋送器或調(diào)整箱上應(yīng)存在具有這個(gè)功能以調(diào)整短路百分比的設(shè)置值的輸入裝置。焊絲材料和焊絲尺寸的自動(dòng)檢測實(shí)現(xiàn)了粗滴區(qū)過渡電流的自動(dòng)確定。因此所提出的實(shí)施方案實(shí)現(xiàn)了當(dāng)所述可取的焊接電流增加到等于或大于粗滴區(qū)過渡電流的值時(shí)，將短路百分比從第一較大值調(diào)整到第二較小值，且當(dāng)可取焊接電流降低到等于或小于粗滴區(qū)過渡電流的值時(shí)，將短路百分比從第二較小值調(diào)整到第一較大值。當(dāng)所述可取焊接電流增加到等于或大于粗滴區(qū)過渡電流的值時(shí)短路百分比從第一較大值到第二較小值的調(diào)整，以及當(dāng)所述可取焊接電流降低到等于或大于粗滴區(qū)過渡電流的值時(shí)短路百分比從第二較小值到第一較大值的調(diào)整在短路百分比調(diào)整控制塊48中執(zhí)行，其取決于焊接裝置在短路模式中或在噴射模式的較少部分中操作而設(shè)置適當(dāng)?shù)亩搪钒俜直?。操作者輸入裝置50可調(diào)整短路百分比的設(shè)置值。圖6示出一種焊接方法的實(shí)施方案的方框圖，所述方法包括在參數(shù)設(shè)置焊接操作期間自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的步驟。自動(dòng)設(shè)置焊接參數(shù)的步驟接著的是由焊接參數(shù)或參數(shù)設(shè)置焊接操作期間的焊接參數(shù)設(shè)置而控制持續(xù)焊接過程。視需要，在第一步驟SO中，參數(shù)設(shè)置焊接操作包括建立由短路時(shí)間和電弧時(shí)間定義的短弧焊接過程。在正在操作短弧焊接過程的情況中，在后續(xù)步驟SlO中計(jì)算短路百分比值短路％。在隨后的步驟Sll中，以如果總周期時(shí)間(其中周期時(shí)間是短路時(shí)間和電弧時(shí)間之和)的測量短路時(shí)間超過定義的可調(diào)整設(shè)置值，那么熔化效率增加，且如果所述短路百分比下降到低于所述設(shè)置值，那么熔化效率減小的這種方式來控制電極的熔化效率?？赏ㄟ^設(shè)置適當(dāng)?shù)膮⒖茧妷簎#it而完成控制。在步驟SI中開始參數(shù)設(shè)置焊接操作。這可由操作者執(zhí)行焊接過程或由操作者經(jīng)由操作者輸入界面指示應(yīng)開始參數(shù)設(shè)置操作而自動(dòng)開始。步驟S I可視需要在步驟SO之前，且由方框S2至S7定義的自動(dòng)參數(shù)設(shè)置過程可與由方框SlO至S17定義的自動(dòng)參數(shù)設(shè)置過程并行運(yùn)行，過程之間可能具有信息交換。在參數(shù)設(shè)置焊接操作期間，在步驟S2中檢測響應(yīng)焊接電流。在步驟S3中獲得設(shè)置的焊絲饋送速度。在步驟S4中識(shí)別將所述響應(yīng)焊接電流映射到所述設(shè)置焊絲速度的第一函數(shù)Ψ。這可通過識(shí)別適當(dāng)?shù)膮?shù)值k和 P而完成，或者可選擇以解碼格式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的一組函數(shù)中的函數(shù)。所述選擇可以基于從一組數(shù)據(jù)對(duì)和每個(gè)存儲(chǔ)的函數(shù)計(jì)算最小偏差。在步驟S5中，從操作者界面獲得將要焊接的工件的實(shí)際厚度。操作者也可以從步驟SlO至S15的并行過程將所述過程中使用的焊絲材料輸入到操作者界面，或自動(dòng)導(dǎo)出焊絲材料以及視需要導(dǎo)出焊絲尺寸。在步驟S6中根據(jù)工件的設(shè)置的實(shí)際厚度確定可取焊接電流。在步驟S7中根據(jù)第一函數(shù)和可取焊接電流確定可取焊絲饋送速度。視需要，步驟SlO至S15與由步驟SI至S7定義的過程并行執(zhí)行。步驟S16至S17也可以與步驟SI至S7并行執(zhí)行。在步驟S12中測量焊接電壓，且在步驟S13中測量表示焊絲饋送速度的參數(shù)值。這個(gè)參數(shù)值可以是焊絲饋送速度或焊接電流。在步驟S14中，根據(jù)測量的焊接電壓和表示焊絲饋送速度的參數(shù)值確定將表示焊絲饋送速度的所述參數(shù)值映射到所述焊接電壓的第二函數(shù)。在步驟S15中，根據(jù)第二函數(shù)確定焊絲材料以及視需要確定焊絲尺寸。步驟S15中導(dǎo)出的定義焊絲材料以及視需要導(dǎo)出的焊絲尺寸的信息可被轉(zhuǎn)送到步驟S6以確定可取焊接電流。視需要，自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的方法包括步驟S16，其中根據(jù)在步驟S15中確定的定義焊絲材料的信息來確定粗滴區(qū)過渡電流。在步驟S17中，當(dāng)所述可取焊接電流增加到等于或大于所述粗滴區(qū)過渡電流的值時(shí)，短路百分比從第一較大值調(diào)整到第二較小值，且當(dāng)可取焊接電流降低到等于或小于所述粗滴區(qū)過渡電流的值時(shí)，短路百分比從第二較小值調(diào)整到第一較大值。有利地，在參數(shù)設(shè)置焊接操作期間，焊接電壓、焊接電流和焊絲饋送速度作為數(shù)據(jù)三聯(lián)體而記錄，根據(jù)其確定可取焊絲饋送速度和可取焊接電流，以通過以上文所述的方式識(shí)別第一函數(shù)和第二函數(shù)而使用于持續(xù)焊接操作中。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的方法，其包括以下步驟: -開始(SI)參數(shù)設(shè)置焊接操作； 其特征在于: -在所述參數(shù)設(shè)置焊接操作期間檢測(S2)以當(dāng)前焊絲饋送速度的響應(yīng)焊接電流； -根據(jù)所述響應(yīng)焊接電流和所述當(dāng)前焊絲饋送速度識(shí)別(S4)將焊接電流映射到焊絲饋送速度的第一函數(shù)； -確定可取焊接電流； -根據(jù)所述第一函數(shù) 和所述可取焊接電流確定(S7)可取焊絲饋送速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于 -設(shè)置(S5)將要焊接的工件的實(shí)際厚度；和 -根據(jù)所述工件的所述設(shè)置的實(shí)際厚度確定(S6)所述可取焊接電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述第一函數(shù)形成線性映射。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述線性映射表述為v=k*Ip，其中V是所述焊絲饋送速度，I是所述電流且P是I與2之間的值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于所述參數(shù)設(shè)置焊接操作包括建立(SO)由短路時(shí)間和電弧時(shí)間定義的短弧焊接過程，以及通過以下方式來控制(Sll)電極的所述熔化效率:如果總周期時(shí)間的測量短路時(shí)間超過定義的可調(diào)整設(shè)置值，那么熔化效率增加，其中所述周期時(shí)間是所述短路時(shí)間和所述電弧時(shí)間之和，且如果所述短路百分比下降到低于所述設(shè)置值，那么熔化效率減小。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于根據(jù)所述短路百分比值確定電壓參考值U參考。
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于以下步驟: -在所述參數(shù)設(shè)置焊接操作期間測量(S12)焊接電壓且獲得(S13)表示焊絲饋送速度的參數(shù)；和 -根據(jù)所述測量的焊接電壓和所述獲得的參數(shù)識(shí)別(S14)將表示焊絲饋送速度的所述參數(shù)映射到所述焊接電壓的第二函數(shù)；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于 -取決于焊絲材料而根據(jù)所述第二函數(shù)確定焊接參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于 -根據(jù)所述第二函數(shù)確定(S15)焊絲材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于取決于根據(jù)所述第二函數(shù)確定的所述焊絲材料而根據(jù)所述工件的所述設(shè)置的實(shí)際厚度確定所述可取焊接電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于根據(jù)所述確定的焊絲材料確定(S16)粗滴區(qū)過渡電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于當(dāng)所述可取焊接電流增加到等于或大于所述粗滴區(qū)過渡電流的值時(shí)，將所述短路百分比從第一較大值調(diào)整(S17)到第二較小值，且當(dāng)所述可取焊接電流降低到等于或小于所述粗滴區(qū)過渡電流的值時(shí)，將所述短路百分比從第二較小值調(diào)整到第一較大值。
13.一種焊接方法，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的在參數(shù)設(shè)置焊接操作期間自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的步驟，其接著是在所述參數(shù)設(shè)置焊接操作期間由所述焊接參數(shù)或焊接參數(shù)組控制持續(xù)焊接過程。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于選擇工件厚度，根據(jù)在所述參數(shù)設(shè)置焊接操作期間收集的數(shù)據(jù)自動(dòng)確定所述可取焊接電流、所述可取焊絲饋送速度和所述電壓參考值U#it，且將所述可取焊接電流、所述可取焊絲饋送速度和所述電壓參考值U#it作為控制參數(shù)而執(zhí)行持續(xù)焊接操作。
15.一種用于自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的焊接控制器，其包括: -第一函數(shù)識(shí)別控制塊(22)，其被配置用來根據(jù)檢測的響應(yīng)焊接電流I 和當(dāng)前焊絲饋送速度V確定第一函數(shù)Ψ，所述第一函數(shù)Ψ定義所述焊接電流I與所述焊絲饋送速度V之間的關(guān)系；和 -焊絲饋送速度控制塊(30)，其被配置用來根據(jù)由所述第一函數(shù)確定控制塊(22)提供的所述第一函數(shù)Ψ和根據(jù)由所述可取焊接電流控制塊(28)提供的所述可取焊接電流I胃取確定可取焊絲饋送速度V可取。
16.根據(jù)權(quán)利要求1 5所述的焊接控制器，其包括: -操作者界面(26)，其被配置用來接收關(guān)于工件的實(shí)際厚度T的操作者信息；和 -可取焊接電流控制塊(28)，其被配置用來根據(jù)所述實(shí)際厚度T確定可取焊接電流。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的焊接控制器，其特征在于所述焊接控制器包括額外控制塊，其用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求2至12中任一項(xiàng)所述的方法。
18.—種MIG/MAG焊接裝置，其包括電源1、被調(diào)適用來將電極(7)送到焊接炬(3)的電極饋送器(2)，和被配置用來控制由所述電源供應(yīng)到所述焊接炬的所述焊接電流和電壓的焊接控制器(20)，其特征在于所述焊接控制器(20)還包括:焊接控制器，用于根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述而用于自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)。
全文摘要
一種自動(dòng)設(shè)置MIG/MAG焊接的焊接參數(shù)的方法，其包括以下步驟開始(S1)參數(shù)設(shè)置焊接操作；在所述參數(shù)設(shè)置焊接操作期間檢測(S2)以當(dāng)前焊絲饋送速度的響應(yīng)焊接電流；確定(S4)將所述響應(yīng)焊接電流映射到所述設(shè)置的焊絲饋送速度的第一函數(shù)；根據(jù)所述第一函數(shù)和所述可取焊接電流確定(S7)可取焊絲饋送速度。
文檔編號(hào)B23K9/095GK103079741SQ201080067422
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2010年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月14日
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