[发明专利]一种起弧脉冲峰值电流控制电焊机及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电焊领域，特涉及一种起弧脉冲峰值电流控制电焊机及其控制方法。

背景技术

传统的焊条电弧焊从空载到短路时其稳态电流Iwd设计得比焊接电流If大,其稳态电流Iwd与焊接电流If的比值范围为：1.25 ＜Iwd／If ＜2，

增大的电流是引弧电流，焊条提起后电弧被引燃，输出电流衰减至焊接电流，完成引弧过程。引弧特性一般取决电流峰值和引弧电流衰减时间。引弧电流峰值太小和引弧电流时间过短则不利于热发射和热电离，使引弧困难；太大则引起飞溅大，甚至烧穿工件！参见张光先编著的《逆变电焊就原理与设计》第62页。

由于短路电流是变化的，提弧时机不好掌握，对焊工要求太高。

有的还使用恒流带外拖外特性的弧焊电源，参见陈祝年编著的《焊接工程师手册》（ISBN 7-111-09859-5（2002）第004545号）第225页，其结果是短路电流比焊接电流更大。焊条与工件容易互相粘住，引弧不成功。有时粘死会烧红烧坏焊条。

传统的电焊机从空载到短路时其瞬时电流峰值Isd比焊接电流If大一倍以上，小于3倍。参见陈祝年编著的《焊接工程师手册》（ISBN 7-111-09859-5（2002）第004545号）第228页.

当短路时电流从零上升到最大值时产生强大的功率，要远远大于正常工作功率！

分析如下：通常可控硅或高频逆变焊接电源在恒流工作状态下，空载时其可控硅处于全导通或高频逆变开关管PWM调至最宽，反馈采样调节滞后，在短路瞬间一段时间内（从第一个波就开始）输出电压为最大值，这时输出功率最大！产生过流冲击，（张光先编著的《逆变电焊就原理与设计》第62页）这时易焊条粘结，同时将对功率器件产生威胁，极易受损。同时变压器由功率最小值突变到功率最大值，可能会产生偏磁，饱和和非晶材料的裂碎等严重后果！影响电源设备安全。这也是接触引弧焊接电源比非接触引弧焊接电源故障率高的根本原因。

发明内容

针对背景技术中传统电焊机短路引弧时所产生两种不好后果：其一产生频繁过冲，电流威胁设备安全。其二容易粘结焊条，操作人员不好掌握。为克服上述缺陷，本发明提供了一种电焊接触引弧控制方法及装置，消除了频繁的过冲电流，大大提高了焊接电源的可靠性；其次消除了焊条粘结现象，很轻松起弧。

本发明的技术方案是：一种电焊起弧脉冲峰值电流控制法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、焊条未短路时，电焊机保持PWM脉宽很小或SCR导通角很小；当焊条短路时瞬间，电焊机输出功率从最小值升到额定值；

步骤二、电焊机在短路期间施加低频低占空比脉冲电流；低频低占空比脉冲电流的起弧脉冲峰值电流在30A至3倍焊接电流之间；

步骤三、在焊条离开工件引弧成功后，切除限制输出电路，焊接电流从最小电流缓升至焊接电流，电焊机恢复正常工作。

其有益效果是：消除了频繁的过冲电流，大大提高了焊接电源的可靠性；其次消除了焊条粘结现象，很轻松起弧；小焊接电流时起弧脉冲峰值电流可大于焊接电流，这样易于起弧；大焊接电流起弧脉冲峰值电流可小于焊接电流，这样可减少冲击电流！

如上所述的电焊起弧脉冲峰值电流控制法，其特征在于：所述步骤一中焊条未短路时，电焊机空载输出脉宽，空载输出脉宽小于为5%。其有益效果是：可以保证电焊机短路第一波为小功率，减小冲击电流，同时能减小空载功耗，达到节能目的。

如上所述的电焊起弧脉冲峰值电流控制法，其特征在于：所述步骤二中低频低占空比脉冲电流的频率范围为10HZ至1KHZ；占空比小于10%。其有益效果是：不管多大的焊接电流，短路时输出的低占空比脉冲电流就是20A左右的平均电流值，焊条不会熔化而粘结，脉冲能量有利于热发射和热电离为起弧作好准备。

如上所述的电焊起弧脉冲峰值电流控制法，其特征在于：所述步骤三缓升时间范围为0.001S-3S。其有益效果是：减少电流冲击，电焊机恢复正常工作。