一種同時(shí)具有熔化極與非熔化極的焊接系統(tǒng)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，尤其涉及一種同時(shí)具有熔化極與非熔化極的焊接系統(tǒng)及其焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的焊機(jī)通常分為熔化極焊機(jī)與非熔化極焊機(jī)，熔化極焊機(jī)具有熔深大、焊接速度快等優(yōu)點(diǎn)，但焊接過程中熔化焊絲與熔化母材的熱量不能控制，焊接薄板時(shí)易導(dǎo)致工件變形及穿孔；而非熔化極焊機(jī)則具有焊縫金屬純度高、性能好、焊件變形小、電弧穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但存在著熔深淺、熔敷速度小，生產(chǎn)率較低等缺點(diǎn)。在非熔化極焊機(jī)中，非熔化極(通常為鎢極)作為其中一個(gè)電極，與母材(即需要焊接的工件)連接的母材接觸極作為另一個(gè)電極；而在熔化極焊機(jī)中，焊槍中的焊絲作為其中一個(gè)電極，與母材(即需要焊接的工件)連接的母材接觸極作為另一個(gè)電極。傳統(tǒng)焊機(jī)的兩電極之間通常只有兩種焊接狀態(tài)，即非熔化極(鎢極)或熔化極(焊絲)與工件之間，只有正電壓或者負(fù)電壓兩種焊接狀態(tài)；因此，傳統(tǒng)的焊機(jī)焊接模式較為單一(如傳統(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)，難以根據(jù)不同的焊接材料來選擇相應(yīng)的焊接模式來達(dá)到較好的焊接效果，且其應(yīng)用范圍也較窄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提供一種同時(shí)具有熔化極與非熔化極的焊接系統(tǒng)及其焊接方法，所述焊接系統(tǒng)及其焊接方法具有多種焊接狀態(tài)，可滿足各種焊接工藝需求，且其具有焊接速度快，焊接效果好，應(yīng)用場(chǎng)合廣等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種同時(shí)具有熔化極與非熔化極的焊接系統(tǒng)，其特征在于:所述焊接系統(tǒng)包括一體化焊槍，焊接電源控制系統(tǒng)模塊，均與焊接電源控制系統(tǒng)模塊連接的熔化極焊接電源與非熔化極焊接電源，所述一體化焊槍包括非熔化極焊槍模塊以及熔化極焊槍模塊，所述非熔化極焊接電源與所述非熔化極焊槍模塊連接，所述熔化極焊接電源與所述熔化極焊槍模塊連接。
[0005]優(yōu)選地，所述熔化極焊接電源包括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、以及交直流變換控制模塊，所述熔化極焊接電源還包括有第一控制系統(tǒng)模塊、電流取樣模塊以及電壓取樣模塊；所述電流取樣模塊的輸入端至少具有兩電流輸入接口，其中一電流輸入接口與直流恒壓模塊的輸出端連接，另一電流輸入接口與直流變換控制模塊的輸出端連接；所述電壓取樣模塊的輸入端至少具有兩電壓輸入接口，其中一電壓輸入接口與直流恒壓模塊的輸出端連接，另一電壓輸入接口與直流變換控制模塊的輸出端連接；所述電流取樣模塊的輸出端、電壓取樣模塊的輸出端均與第一控制系統(tǒng)模塊連接，所述直流變換控制模塊的輸出端與所述熔化極焊槍模塊連接。
[0006]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；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。
[0007]優(yōu)選地，所述非熔化極焊接電源包括依次連接的浪涌抑制模塊、初次整流模塊、濾波模塊、逆變模塊、變壓器、換相變流模塊，所述非熔化極焊接電源還包括第二控制系統(tǒng)模塊，電流取樣模塊以及電壓取樣模塊；所述電流取樣模塊的輸入端至少具有兩電流輸入接口，其中一電流輸入接口與濾波模塊的輸出端連接，另一電流輸入接口與換相變流模塊的輸出端連接，所述電壓取樣模塊的輸入端與二次整流模塊的輸出端連接；所述電流取樣模塊的輸出端、電壓取樣模塊的輸出端均與第二控制系統(tǒng)模塊連接；所述第二控制系統(tǒng)模塊與逆變模塊之間連接有逆變驅(qū)動(dòng)模塊，所述換相變流模塊與第二控制系統(tǒng)模塊之間連接有換相變流驅(qū)動(dòng)模塊，所述換相變流模塊的輸出端與所述非熔化極焊槍模塊連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述第一控制系統(tǒng)模塊與第二控制系統(tǒng)模塊還連接有人機(jī)交互模塊。
[0009]本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于上述焊接系統(tǒng)的焊接方法，所述焊接系統(tǒng)中的一體化焊槍具有用于與工件連接的母材接觸極，設(shè)置于所述非熔化極焊槍模塊中的非熔化極，設(shè)置于所述熔化極焊槍模塊中的一個(gè)或多個(gè)熔化極，所述焊接方法包括:
通過控制所述一體化焊槍中的熔化極與非熔化極的電位，來控制所述一體化焊槍中的熔化極的輸出電壓與非熔化極的輸出電壓，以使所述焊接系統(tǒng)在焊接時(shí)具有不同的焊接狀態(tài)；
根據(jù)焊接工藝需求，使所述焊接系統(tǒng)工作于相應(yīng)的焊接狀態(tài)對(duì)工件進(jìn)行焊接。
[0010]其中，在焊接過程中，所述焊接系統(tǒng)通過調(diào)整所述熔化極的輸出電壓與非熔化極的輸出電壓，來實(shí)現(xiàn)電弧熱量在工件與焊絲之間的分配，從而使工件熱量與焊絲熱量之間的熱量分配與焊接工藝需求相匹配，以達(dá)到所需的焊接效果。
[0011]本發(fā)明提供的焊接系統(tǒng)，其一體化焊槍同時(shí)具有熔化極與非熔化極，通過對(duì)一體化焊槍中的熔化極與非熔化極的輸出電壓進(jìn)行控制與管理，使得該焊接系統(tǒng)具有多種不同的焊接狀態(tài)，從而使得在利用該焊接系統(tǒng)在進(jìn)行焊接時(shí)，可以根據(jù)焊接材料及焊接工藝需求，使焊接系統(tǒng)工作于相應(yīng)的焊接狀態(tài)對(duì)工件進(jìn)行焊接，使工件熱量與焊絲熱量之間的分配與焊接工藝需求相匹配，實(shí)現(xiàn)工件熱量與焊絲熱量的最佳匹配，從而獲得最佳的焊接效果。利用本發(fā)明提供的焊接系統(tǒng)及其焊接方法對(duì)工件進(jìn)行焊接，其可同時(shí)具有非熔化極焊機(jī)與熔化極焊機(jī)的這兩種焊機(jī)的焊接方式的優(yōu)點(diǎn)，并且比現(xiàn)有比非熔化極焊機(jī)與熔化極焊機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合更寬廣，焊接速度更快，焊接效果也更優(yōu)越。
【附圖說明】
[0012]附圖1為本發(fā)明實(shí)施例中所述焊接系統(tǒng)的原理示意框圖；
附圖2為本發(fā)明實(shí)施例中所述熔化極焊接電源的電路原理示意框圖； 附圖3為本發(fā)明實(shí)施例中所述交直流變換控制模塊的電路原理示意框圖；
附圖4為本發(fā)明實(shí)施例中所述交直流變換控制模塊具體的電路原理示圖；
附圖5為本發(fā)明實(shí)施例中所述非熔化極焊接電源的電路原理示意框圖；
附圖6為本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)焊接時(shí)所述一體化焊槍中的非熔化極的電位、熔化極的電位、以及工件的電位的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖7為本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)焊接時(shí)所述一體化焊槍中的非熔化極的電位、熔化極的電位、以及工件的電位的另一結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖8為本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)所述焊接系統(tǒng)的采用非熔化極主焊接模式進(jìn)行焊接時(shí)，所述一體化焊槍的部分零件的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖9為本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)所述焊接系統(tǒng)的采用熔化極主焊接模式進(jìn)行焊接時(shí)，所述一體化焊槍的部分零件的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖10為本發(fā)明實(shí)施例中，當(dāng)所述焊接系統(tǒng)的采用協(xié)同焊接模式進(jìn)行焊接時(shí)，所述一體化焊槍的部分零件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中，附圖8-10中的附圖標(biāo)號(hào)為:1_母材(工件)，2_電弧，3-噴嘴，4-非熔化極(鎢極)，5-熔化極(焊絲)，6-導(dǎo)電嘴，7-送絲機(jī)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的