下降特性焊接電源及其控制方法
【專利說明】
[技術領域]
[0001]本發(fā)明涉及焊接、切割領域，尤其涉及一種在使用脈沖焊接時能夠控制熔深的下降特性焊接電源及其控制方法。
[【背景技術】]
[0002]下降特性焊接電源是指TIG、等離子切割機等具有恒流特性的焊接電源。在上述下降特性焊接電源中常常使用脈沖焊接。脈沖焊接具有電弧壓縮效應，電弧集中，挺度好等優(yōu)點，因而廣泛應用于薄板焊接(如不銹鋼、鋼和鈦等有色金屬的焊接)中。
[0003]在下降特性焊接電源中使用脈沖焊接的方式進行焊接時，焊接電源的輸出通常是通過調整脈沖焊接的電流輸出波形來控制。在對脈沖焊接的電流波形進行調整時，調整參數(shù)包括峰值電流、基值電流、脈沖頻率、脈沖寬度。利用上述調整參數(shù)通過PID控制的方法，最終實現(xiàn)對主回路IGBT的觸發(fā)信號(導通角)的控制，以達到理想的電流輸出。
[0004]現(xiàn)有使用脈沖焊接的下降特性焊接電源在對熔深進行控制時，通常采用調整峰值電流和基值電流的差值實現(xiàn)。但在某些情況下(例如自行車架等薄板焊接)，如果峰值電流過大則熔深過大，容易將工件焊穿，而如果峰值電流過小，則影響焊接成型和工作速度。因此，如何在使用脈沖焊接的下降特性焊接電源中實現(xiàn)對熔深進行的更合理的控制調整，是急待解決的問題。
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【發(fā)明內容】
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[技術問題]
[0005]本發(fā)明旨在針對現(xiàn)有技術中的問題，提供一種下降特性焊接電源及其控制方法，其能夠根據(jù)需要對熔深進行控制調整，有效提高焊接質量。
[解決方案]
[0006]本發(fā)明提供一種下降特性焊接電源，其包括具有IGBT的主回路，其特征在于，還包括:脈沖電流波形弧度/斜度接收單元，其用于接收用戶設定的脈沖電流從基值向峰值過渡時的波形弧度參數(shù)或者波形斜度參數(shù)；運算單元，根據(jù)接收的所述波形弧度參數(shù)或者波形斜度參數(shù)計算所述主回路的IGBT的導通角；以及控制單元，其用于根據(jù)所計算的主回路的IGBT的導通角控制所述主回路的電流輸出。
[0007]本發(fā)明提供一種下降特性焊接電源的控制方法，所述下降特性焊接電源包括具有IGBT的主回路，所述控制方法包括:脈沖電流波形弧度/斜度接收步驟，接收用戶設定的脈沖電流從基值向峰值過渡時的波形弧度參數(shù)或者波形斜度參數(shù)；運算步驟，根據(jù)接收的所述波形弧度參數(shù)或者所述波形斜度參數(shù)計算所述主回路的IGBT的導通角；以及控制步驟，根據(jù)所計算的IGBT的導通角控制所述主回路的電流輸出。
[發(fā)明有益效果]
[0008]本發(fā)明通過上述技術方案，能夠根據(jù)需要對熔深進行合理的控制調整，有效提高焊接質量。[【附圖說明】]
[0009]圖1是本發(fā)明第一實施例的下降特性焊接電源的軟件結構示意圖；
圖2是本發(fā)明第一實施例的下降特性焊接電源的控制方法的流程圖；
圖3是采用本發(fā)明第一實施例的控制方法獲得的脈沖焊接的電流輸出波形；
圖4是采用本發(fā)明第二實施例的控制方法獲得的脈沖焊接的電流輸出波形；以及圖5是現(xiàn)有下降特性焊接電源進行脈沖焊接的電流輸出波形。
[【具體實施方式】]
[0010]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行說明。
[0011]本發(fā)明的核心思想是通過對脈沖焊接的電流輸出波形的弧度或斜度進行調整，以實現(xiàn)對焊接熔深的控制調整。
[第一實施例]
[0012]下面參照圖1-圖3描述本發(fā)明的第一實施例。由于本發(fā)明主要是對焊接電源內部軟件程序的改進，因此省略對焊接電源硬件結構的描述。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明的下降特性焊接電源包括:具有IGBT的主回路(硬件部分，未示出)。所述下降特性焊接電源還包括:脈沖電流波形弧度/斜度接收單元，其用于接收用戶設定的脈沖電流從基值向峰值過渡時的波形弧度參數(shù)或者波形斜度參數(shù)；運算單元，根據(jù)接收的所述波形弧度參數(shù)或者所述波形斜度參數(shù)計算所述主回路的IGBT的導通角；以及控制單元，其用于根據(jù)所計算的主回路的IGBT的導通角控制所述主回路的電流輸出。
[0014]圖2示出了第一實施例的下降特性焊接電源的控制方法。所述控制方法通過下降特性焊接電源中的控制器(CPU)運行與圖1所示的各模塊相對應的軟件程序來實現(xiàn)。
[0015]如圖2所示，在步驟S201中，接收用戶設定的脈沖電流從基值向峰值過渡時的波形弧度參數(shù)或者波形斜度參數(shù)。具體來說，CPU接收用戶通過操作面板輸入的脈沖電流從基值向峰值過渡時的波形弧度參數(shù)或者波形斜度參數(shù)。具體來說，當脈沖電流從基值向峰值過渡時的波形為曲線時，該曲線的弧度大小被確定為波形弧度參數(shù)；而當脈沖電流從基值向峰值過渡時的波形為線段時，所述線段與基值線段所在平面的夾角的大小被確定為波形斜度參數(shù)。
[0016]在本實施例中，波形弧度/斜度參數(shù)被設定為1-10。1表示弧度和斜度最小。從1至IJ10，弧度和斜度逐漸增大。10表示斜度和弧度最大。但是本發(fā)明不限于此，波形弧度參數(shù)也可以直接設定曲線的弧度數(shù)，波形斜度參數(shù)可以直接設定線段與基值線段所在平面的夾角的度數(shù)。
[0017]接著，在步驟S202中，CPU根據(jù)接收的波形弧度/斜度參數(shù)計算所述主回路IGBT的導通角。具體來說，可以下采用如下公式來計算:
Yn = (Xn+a*Yn_l)/(1+a)
其中，Xn表示預先設定的電流輸出值； a表示脈沖電流波形弧度/斜度參數(shù)；
Yn-Ι表示上次的電流輸出值；
Yn表示本次調整的電流輸出值。
[0018]之后，在步驟S203中，CPU根據(jù)所計算的IGBT的導通角控制主回路的電流輸出。具體來說，CPU根據(jù)計算的IGBT的導通角輸出驅動信號，來驅動主回路IGBT的導通，從而實現(xiàn)理想的電流輸出。
[0019]圖3示出了采用上述控制方法獲得的脈沖焊接的電流輸出波形。與圖5所示的現(xiàn)有脈沖焊接的電流輸出波形相比，脈沖電流從基值向峰值過渡時的波形(曲線)的弧度很明顯。
[0020]對采用上述控制方法的下降特性焊接電源進行脈沖焊接的效果進行驗證，得出脈沖電流波形弧度大時，熔深淺，余高大，脈沖電流波形弧度小時，熔深深，余高小。
[0021]此外，通過驗證還發(fā)現(xiàn)，通過增加脈沖弧度，能夠有效降低焊接噪聲，提高焊接舒適度。
[第二實施例]
[0022]下面參照圖4描述本發(fā)明的第二實施例。第二實施例的軟件結構、控制方法與第一實施例的相同，在此不再重復描述。以下，僅描述二者的不同之處。第二實施例與第一實施例的不同之處僅在于調整后的脈沖電流波形為梯形。
[0023]圖4示出了調整后的脈沖焊接的電流輸出波形。在第二實施例中，采用的是波形斜度參數(shù)。優(yōu)選，最終，脈沖電流從基值向峰值過渡時的波形(線段)與基值線段所在平面的夾角的大小小于90度。通過驗證發(fā)現(xiàn)，其基本上也能獲得與第一實施例相同的效果。脈沖電流波形斜度(夾角的度數(shù))大時，熔深深，余高小，脈沖電流波形斜度(夾角的度數(shù))小時，恪深淺，余尚大。
[0024]以上，已參照詳細或特定的實施方式，對本發(fā)明進行了說明，但本領域技術人員理解，可以在不脫離本發(fā)明的思想與范圍的前提下進行各種變更及修正。
[工業(yè)實用性]
[0025]本發(fā)明可以應用到現(xiàn)有的使用脈沖焊接的下降特性焊接電源，其能夠根據(jù)需要對熔深進行合理的控制調整，有效提高焊接質量。
【主權項】
1.一種下降特性焊接電源，其包括具有IGBT的主回路，其特征在于，還包括: 脈沖電流波形弧度/斜度接收單元，其用于接收用戶設定的脈沖電流從基值向峰值過渡時的波形弧度參數(shù)或者波形斜度參數(shù)； 運算單元，根據(jù)接收的所述波形弧度參數(shù)或者波形斜度參數(shù)計算所述主回路的IGBT的導通角；以及 控制單元，其用于根據(jù)所計算的主回路的IGBT的導通角控制所述主回路的電流輸出。2.—種下降特性焊接電源的控制方法，所述下降特性焊接電源包括具有IGBT的主回路，所述控制方法包括: 脈沖電流波形弧度/斜度接收步驟，接收用戶設定的脈沖電流從基值向峰值過渡時的波形弧度參數(shù)或者波形斜度參數(shù)； 運算步驟，根據(jù)接收的所述波形弧度參數(shù)或者所述波形斜度參數(shù)計算所述主回路的IGBT的導通角；以及 控制步驟，根據(jù)所計算的IGBT的導通角控制所述主回路的電流輸出。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種下降特性焊接電源。所述下降特性焊接電源包括具有IGBT的主回路，其特征在于，還包括：脈沖電流波形弧度/斜度接收單元，其用于接收用戶設定的脈沖電流從基值向峰值過渡時的波形弧度參數(shù)或者波形斜度參數(shù)；運算單元，根據(jù)接收的所述波形弧度參數(shù)或者波形斜度參數(shù)計算所述主回路的IGBT的導通角；以及控制單元，其用于根據(jù)所計算的主回路的IGBT的導通角控制所述主回路的電流輸出。其能夠根據(jù)需要對熔深進行控制調整，有效提高焊接質量。
【IPC分類】B23K9/09, B23K9/32
【公開號】CN105234528
【申請?zhí)枴緾N201510610854
【發(fā)明人】李松, 王帥, 李文舉, 胡家奇, 韓勇, 惠昭
【申請人】唐山松下產業(yè)機器有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年9月23日