[发明专利]一种双丝弧焊送丝速度预测设定方法

说明书

技术领域

本发明属于高速双丝弧焊技术领域，特别涉及一种双丝弧焊迅速且正确地设定前导焊丝和跟随焊丝送丝速度的方法。 

背景技术

送丝速度对焊接效果有着最直接的影响，送丝速度与工艺参数的不匹配会导致焊接过程的不稳定。 

许多研究认为送丝速度和焊接电流成正比关系，某些一元化气保焊机也通过直接调节送丝速度或者焊接电流直接完成两者的匹配关系。但是在实际研究中发现送丝速度和焊接电流没有固定的正比对应关系，它们只是一种正相关的关系，即送丝速度越快焊接电流越大。送丝速度除了和焊接电流有关外，还和焊接电压、焊丝直径、峰值电流持续时间、行走速度、焊丝距母材的高度等多种因素有关，在自动焊接过程中，还需要考虑行走速度的影响。这就给送丝速度设定带来了极大的困难。 

国内专利号为CN200510078986.5的发明专利“交流脉冲电弧焊接方法”中，提出将焊接电流设定值以及电极负电流比率设定值作为输入，通过预定的变换电路设定送丝速度设定值。预定的变换电路中的变换函数是由预先定义多个电极负电流比率设定值下的焊接电流设定值与送丝速度设定值的关系函数组构成。该方法主要是针对单丝交流脉冲焊的，且通过确定的函数关系电路实现送丝速度设定。本发明研究的为直流双丝脉冲弧焊，并没有电极负电流比率这一设定值，且双丝焊过程中送丝速度受多种因素影响，难以用简单的变换电路实现。因此该方法并不适用。 

国内专利号为CN201010169755.6的发明专利“送丝调速系统”中，采用单片机的脉宽调制口输出脉宽调制信号对送丝电机进行送丝速度的控制，根据送丝电机的反馈电压调整输出的脉宽调制信号的占空比来实现送丝电机的闭环控制。但是该专利主要涉及送丝速度过程的控制，没有考虑送丝速度初值设定的问题。 

国内公开号为CN 201010618741.8的发明专利“一种基于数学模型设定双脉冲焊接参数的焊接方法”中，主要研究铝镁合金双脉冲参数的设置，其中谈到了送丝速度的设置，但是该方法的设置是基于系统中内置的工艺专家数据库的，需要一再调节、对比给定和预置送丝速度使其和专家系统中的值相匹配才能进行焊接；其次，该方法中的送丝速度值完全根据平均电流给定，这种设定难以达到最优效果； 最后，该方法中送丝速度的设定也是通过调节送丝机上的电流旋钮实现。 

上述方法和专利都是基于单丝焊送丝速度设定和控制的，且多通过硬件实现，考虑的也主要是平均电流和送丝速度的匹配关系。双丝弧焊电源与单丝送丝控制存在较大不同：首先双丝焊时两根焊丝是前后并列排列，在两根焊丝平行方向上使熔池体积增加，高温停留时间变长，冷却速度变慢，使得双丝焊总的热输入高于单丝焊，因此不能简单根据每路焊丝自身的情况决定送丝速度；其次，在共熔池的双丝焊中，两丝之间存在相互之间热和力的作用，前导焊丝对母材存在预热作用，会影响跟随焊丝的送丝速度的大小，因此，两丝的送丝速度设定方法应该是不同的；最后，由于控制技术的发展脉冲阶段的各个参数都能单独控制，一般认为，在脉冲峰值阶段，焊丝燃烧，基值阶段主要起维弧作用，因此峰基值阶段时间的长短也直接影响到送丝速度的快慢。所以，脉冲峰基值电流和时间也是需要考虑的主要因素。 

由于双丝之间的相互作用以及焊接过程中前导焊丝预热作用的影响，双丝焊控制不能简单地照搬单丝弧焊电源的控制思路和方法。国内双丝焊技术发展较晚，双丝焊技术方面的专利不多，专利号为CN 200510077233.2等少数双丝焊技术发明专利也均没有涉及到双丝送丝速度的控制。就国内公开发表的文献来看，也未见关于双丝焊送丝速度设定方法的研究。 

考虑到双丝弧焊电源控制的复杂性和双丝焊接工艺参数匹配的困难，因此研究双丝焊过程送丝速度这一重要参数的自动设定方法，可有效提高了电源控制智能化程度，提高高速双丝焊的稳定性。 

发明内容

本发明的目的在于针对双丝焊过程中送丝速度设定困难，难以实现自动化，参数匹配不合理等不足，提供一种适用于双丝脉冲MIG焊接工艺，稳定性好的送丝速度预测设定方法。实现了不同工艺规范下双丝送丝速度的自动设定，减少因工艺参数不匹配而带来的焊接过程不稳定。 

本发明的目的通过以下技术方案实现： 

一种双丝弧焊送丝速度预测设定方法是指送丝机控制电路不变，控制系统读取设定电流参数以及丝径数据，通过支持向量机推理预测，得到对应的送丝速度，与送丝速度阈值进行比较，计算电压变换系数，更新寄存器，进入焊接过程。具体包括如下步骤：