[发明专利]一种短路过渡焊接方法及系统

说明书

一种短路过渡焊接方法及系统属于焊接电源和焊接自动化设备领域。本方法在焊接燃弧阶段的焊接主电流的基础上叠加了高频脉冲电流，利用高频效应来改善焊接质量。在短路阶段，送丝机改变送丝速度来进行减速送丝或者回抽焊丝以辅助熔滴过渡。本发明的另一个目的在于提出一种短路过渡焊接系统，以实现上述焊接方法，本系统采用变速送丝的方法，同时可以检测焊接过程中的短路或者燃弧状态，并输出合适的焊接电流。另外，在燃弧阶段，还可以叠加大于20kHZ的高频脉冲电流。研究表明利用拥有高频效应的电弧进行焊接，可以大幅提高焊接稳定性和电弧挺度，另外高频电弧还拥有晶粒细化的作用，这有利于焊缝组织和接头性能的改善。

技术领域

本发明涉及一种熔化极气体保护焊方法，具体通过在焊接过程中改变焊接电流和送丝 速度来实施。本发明还涉及一种焊接系统，属于焊接电源和焊接自动化设备领域。

背景技术

熔化极气体保护焊是一种成本低、变形小、易于实现的焊接方法，这种焊接方法正广 泛应用于机械加工领域。在焊接过程中，熔滴过渡的方式多种多样，通常可以通过更改焊接参数来改变熔滴过渡的方式。常用的过渡方法有喷射过渡、大滴过渡、短路过渡等， 其中短路过渡方法被广泛应用于薄板焊接，因为在小电流焊接时，这种过渡方法比较稳 定。在一个短路过渡的周期中有燃弧和短路两个阶段，电弧燃烧时产生的热量用来熔化 焊丝，在焊丝末端形成熔滴，当熔滴接触到熔池的时候电弧被短路而熄灭，熔滴在重力、 电磁收缩力、表面张力等力的作用下过渡到熔池里，完成熔滴过渡以后，焊丝和熔池之 间又会重新燃起电弧，开始下一个过渡周期。

在短路熔滴过渡的过程中，有两个时间点最容易产生飞溅，一个是熔化的熔滴刚刚接 触到熔池的时候，此时熔滴和熔池的接触面积很小，所以流过熔滴和熔池的接触面的电 流密度很大容易发生爆断产生飞溅。另一个是在焊丝与熔池之间形成金属液桥后，由于表面张力和电磁收缩力的作用，金属液桥会越来越细形成颈缩，这个颈缩被称为“小桥”，同理，流过小桥的电流密度也很大，所以此时也容易因爆断而产生飞溅。为了抑制这两 个时刻产生飞溅，通常会通过焊接电源降低短路初期和末期的电流，实现稳定的熔滴过 渡。另外检测到小桥爆断之前可以控制送丝电机使焊丝回抽或者减慢送丝速度，利用机 械力拉断小桥，这样做即可以减小焊接时的飞溅也可以降低焊接过程中的热输入。

目前的短路过渡焊接的控制方法主要是在短路阶段抑制焊接能量的输入，并没有对燃 弧阶段的电弧做太多改善。研究表明利用拥有高频效应的电弧进行焊接，可以大幅提高 焊接稳定性和电弧挺度，另外高频电弧还拥有晶粒细化的作用，这有利于焊缝组织和接头性能的改善。

发明内容

本发明的目的在于提出一种短路过渡焊接方法，本方法在焊接燃弧阶段的焊接主电流 的基础上叠加了高频脉冲电流，利用高频效应来改善焊接质量。在短路阶段，送丝机改 变送丝速度来进行减速送丝或者回抽焊丝以辅助熔滴过渡。

为了实现上述目的，本发明提出的焊接方法包括以下步骤：

a)燃弧阶段开始后，使焊接主电流保持Ip1；

b)延迟Tp，之后焊接主电流指数衰减至燃弧基值电流Iab并等待短路阶段开始；

c)短路阶段开始后，先以上升斜率K1提升焊接主电流至Is；

d)以上升斜率K2提升焊接主电流，短路阶段电流最高不超过Isp，若达到Isp后短路阶段还未结束则保持恒流；

e)检测到下一周期燃弧阶段开始后，重复进行步骤a；

步骤a至b过程中自燃弧阶段开始延迟Thd后，开始叠加高频脉冲电流，高频脉冲电流的幅值为Ip2，叠加时间为Thf。其中Thd可以等于0ms，即可以在燃弧阶段开始后立 即叠加高频脉冲电流，叠加高频脉冲电流的频率为F。

大于燃弧电压就算他燃弧，小于短路电压就算他短路；