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(shí)芯焊絲結(jié)合開(kāi)大角度無(wú)鈍邊剖口的工藝，以實(shí)現(xiàn)角焊縫的全熔透，該工藝的缺點(diǎn)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(zhǔn)備工作增加、生產(chǎn)效率低、成本高等缺陷。

針對(duì)厚板的焊接，有時(shí)會(huì)考慮埋弧焊的應(yīng)用，但埋弧自動(dòng)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(guò)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(qiáng)，所以焊接低合金鋼時(shí)不易產(chǎn)生冷裂紋，同時(shí)也不易產(chǎn)生氫氣孔，易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)或半自動(dòng)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(diǎn)限制了這一焊接方法的進(jìn)一步應(yīng)用。盡管多年來(lái)在克服上述兩缺點(diǎn)方面取得了一定的成果，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)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(shí)現(xiàn)大熔深焊接。如何更好的利用CO₂焊接技術(shù)，在易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)大熔深焊接，以及對(duì)焊接飛濺以及焊縫成形的控制，都對(duì)新一代的焊接設(shè)備與研究?jī)?nèi)容提出了很高的要求。

美國(guó)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(guò)渡(STT)的電源，并以STT及相關(guān)技術(shù)在美國(guó)申請(qǐng)了九項(xiàng)專利(US4717807、US4835360、US4866247、US4897522、US4897523、US4954691、US4972064、US5001326、US5002154、US5148001)，并在中國(guó)申請(qǐng)了一項(xiàng)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(shí)間，然后允許焊接電流達(dá)到正常安全電流電平值，并使保持步驟在預(yù)定時(shí)間以前結(jié)束以響應(yīng)檢測(cè)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(duì)熔滴短路過(guò)渡周期中的不同過(guò)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(dāng)短路發(fā)生時(shí)迅速減少電流輸出，使熔滴依靠重力和表面張力過(guò)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(shí)際焊接中，由于熔滴過(guò)渡時(shí)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(kāi)專利(公開(kāi)號(hào)為：CN200810046123.3，發(fā)明名稱為：用于CO₂氣體保護(hù)焊和藥芯自保護(hù)焊接的脈沖能量控制方法)，其特點(diǎn)在于將二氧化碳熔滴過(guò)渡周期分為燃弧后期、短路初期以及短路后期三個(gè)階段進(jìn)行脈沖波形控制，實(shí)現(xiàn)焊接熔深與熔寬的控制。該專利主要通過(guò)對(duì)熔滴過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)波形控制，其信號(hào)的采集與反饋是一解決難點(diǎn)；此外，其控制電路為焊機(jī)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(jià)昂貴。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)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(wèn)題，減少焊接過(guò)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(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

一種潛弧焊接控制方法，其特征在于，一方面通過(guò)對(duì)焊接電流和焊接電壓進(jìn)行脈沖輸出控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)能量輸入的控制，另一方面控制焊絲送進(jìn)速度達(dá)到穩(wěn)定，從而實(shí)現(xiàn)大熔深的潛弧焊接。

進(jìn)一步地，所述的控制焊絲送進(jìn)速度達(dá)到穩(wěn)定是指，通過(guò)控制送絲電壓使焊絲送進(jìn)速度達(dá)到合適值，該合適值高于峰值電流下所對(duì)應(yīng)的焊機(jī)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(shí)現(xiàn)上述方法的潛弧焊接控制裝置，包括二氧化碳焊機(jī)、潛弧焊接控制器和送絲機(jī)，所述潛弧焊接控制器同時(shí)連接所述二氧化碳焊機(jī)和送絲機(jī)，所述送絲機(jī)連接所述二氧化碳焊機(jī)的焊槍，所述潛弧焊接控制器控制所述二氧化碳焊機(jī)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(shí)控制所述送絲機(jī)的送絲電壓以使焊絲送進(jìn)速度達(dá)到穩(wěn)定的合適值。

進(jìn)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(jī)的焊絲送進(jìn)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(kāi)關(guān)；所述脈沖輸出控制模塊連接所述二氧化碳焊機(jī)，所述調(diào)速控制模塊連接所述送絲機(jī)。

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

進(jìn)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(jìn)一步地，所述的送絲機(jī)為OTC-XD500S焊機(jī)。

進(jìn)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(jī)進(jìn)行外部潛弧控制，實(shí)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(shì)，主要應(yīng)用于根部打底焊接，實(shí)現(xiàn)小角度坡口下的深熔透焊接。

附圖說(shuō)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(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明所述潛弧焊接控制方法及裝置作進(jìn)一步詳細(xì)闡述，但不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

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

請(qǐng)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(jī)1、潛弧焊接控制器2和送絲機(jī)3，所述潛弧焊接控制器2同時(shí)連接所述二氧化碳焊機(jī)1和送絲機(jī)3，所述送絲機(jī)3連接所述二氧化碳焊機(jī)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(jī)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(shí)控制所述送絲機(jī)3的送絲電壓以使焊絲送進(jìn)速度達(dá)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(kāi)關(guān)；所述脈沖輸出控制模塊連接所述二氧化碳焊機(jī)1，所述調(diào)速控制模塊連接所述送絲機(jī)3，該送絲機(jī)3為OTC-XD500S焊機(jī)。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(dá)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(jī)3的焊絲送進(jìn)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(jī)進(jìn)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(jī)3以某一穩(wěn)定速度送進(jìn)焊絲，實(shí)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(shì)，本發(fā)明主要應(yīng)用于根部打底焊接，見(jiàn)圖2，實(shí)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(shí)施例，對(duì)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(duì)其所作出的任何顯而易見(jiàn)的等同或等效改動(dòng)，都應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。