[发明专利]一种铝合金脉冲超声电弧复合焊接装置及其焊接方法

权利要求书

1.一种铝合金脉冲超声电弧复合焊接装置，包括焊接电源(1)、电极(2)、换能器(9)、超声发生系统，焊接电源(1)与电极(2)连接，电极由换能器中心穿过，超声发生系统与换能器(9)连接，其特征在于：还包括电流电压检测电路(13)、DSP处理器(14)、单片机(10)、三极管开关电路(11)和驱动电路(12)；电流电压检测电路(13)与超声发生系统的匹配电路(8)的输出端连接，电流电压检测电路(13)与DSP处理器(14)连接，DSP处理器(14)与驱动电路(12)连接，单片机(10)与三极管开关电路(11)连接，三极管开关电路(11)与驱动电路(12)连接，驱动电路(12)与超声发生系统的DC/AC全桥逆变电路(7)连接；电流电压检测电路(13)采集超声发生系统输出的流经换能器的电流电压信号，然后输入给DSP处理器(14)，DSP处理器(14)做运算后，将PWM驱动信号以一定频率送至驱动电路(12)，通过设定所需的脉冲频率与占空比，利用单片机(10)控制三极管开关电路(11)的开与关，进而实现PWM驱动信号电流调制驱动电路(12)的流通与中断，从而实现超声发生系统以脉冲方式工作，使其输出高峰值功率。

2.根据权利要求1所述的一种铝合金脉冲超声电弧复合焊接装置，其特征在于：单片机调控波形包括正弦波、方波和三角波。

3.根据权利要求1-2任一项所述的一种铝合金脉冲超声电弧复合焊接装置得出的一种铝合金脉冲超声电弧复合焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

①清洗待焊工件焊接位置，将换能器放于待焊工件上方，同时固定待焊工件，非熔化极铝合金板焊适合厚度3mm以下薄板焊接，待焊工件上表面与换能器下端面之间距离为12～28mm，超声脉冲频率大于30Hz，占空比大于70％；而熔化极焊铝合金板适合5mm以上厚板焊接，待焊工件与换能器下端面之间距离5～15mm，脉冲频率1-20Hz，占空比小于百分之70％；

②在焊接时，先启动焊接电源实现电弧引弧，待电弧稳定后，再启动脉冲超声源，换能器将电能转换为机械振动，并将振动幅度放大，然后单片机控制三极管开关电路的开与关，脉冲频率调节范围为1Hz～10MHz，脉冲超声电弧复合作用于焊接熔池。