一种短路过渡的熔滴控制电路及方法与流程

本发明涉及焊接领域，具体涉及一种短路过渡的熔滴控制电路及方法。

背景技术：

co2气体保护焊接，由于液态金属在fe+，co，o-，c+和少量co2等离子的气体氛围中，表面活性较差，造成阳极斑点的局部高温和正离子fe+大量溢出的“气垫”效应，从而造成熔滴不容易从焊丝端部自然脱落，在焊接电流小于某一个临界值之前，熔滴的过渡呈现短路过渡的特征。焊丝端部的液态表面有局部导电现象，称为阳极斑点。短路过程的控制，其重要标志是缩颈的控制，使熔滴完成从焊丝端部部分的“脱落”。

为了控制飞溅，林肯电器采用了stt技术，进行缩颈的检测和控制，其原理是利用达林顿晶体管控制输出电流，在颈缩瞬间将电流控制为小电流，其主电路的特征是采用达林顿管作为开关，限制电感l中的电流，从而达到控制电流的作用，在缩颈期间的电流靠主电路的电流衰减完成自然过渡，达林顿管强制关断。

另一种缩颈控制的方法出现在松下焊机cs4上。其中，缩颈控制采用igbt，工作于开关状态，当检测到缩颈信号以后，关掉igbt，电流迅速降低，多余的能量在电感上形成较大的电压，采用吸收电路将其电压峰值吸收，以免损坏igbt。

以上熔滴过渡的控制方法均是采用开关器件，其电路原理图均可在现有资料中找到，在缩颈形成的时刻，断掉主回路，达到电流迅速减小的目的，其共同依据是：

va＝l×δ∣a，

其中，va为缩颈瞬间弧压，va≈0v；l为回路的电感量，为一个固定值，一般为50μh；δ∣a为回路的电流变化量。

可推理，当va＝0v时，δ∣a也必然接近于0，电流不变，为了控制缩颈期间的电流，使产生缩颈时电流立刻减小，需要有较大的δ∣a，以上两个方案采用了“强制关断”的方法，并采用过压吸收电路，将强制关断期间耦合的高压，用rc吸收，且在控制过程中，其降低了回路的能量，不利于焊机输出较大的能量，对提高焊接效率没有帮助。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题提供一种短路过渡的熔滴控制电路及方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种短路过渡的熔滴控制电路，包括焊接电路，焊接电路包括在缩颈时控制焊接回路通断的通断开关，所述通断开关上并联有一过渡电阻。现有的焊接回路利用通断开关对焊接回路进行控制，在缩颈时控制回路的通断强行将回路电流降为0，从而实现熔滴脱落。但是，断开回路强行使电流降为0不仅极易将电弧拉断，且在断开后，电感上存储的能量得不到消耗。本方案在通断开关上并联一过渡电阻，熔滴缩颈前，过渡电阻类似于被短接；熔滴缩颈后，通断开关断开，将过渡电阻接入回路，达到降低回路电流的目的，从而实现熔滴脱落。当过渡电阻接入回路后，回路中电抗器存储的能量变为热量被过渡电阻吸收，过渡电阻将能量源源不断的送进焊接区域，能量没有浪费，不仅有利于焊机输出较大的能量，提高焊接效率，而且由于过渡电阻的接入，不会出现电弧拉断的状况。

作为优选，过渡电阻为焊丝，直接将送丝机的焊丝接入焊接电路作为过渡电阻，其材料易得，且使得电路更简洁。

一种短路过渡的熔滴控制方法，包括以下步骤，

在焊接回路的通断开关上并联一过渡电阻；

对溶滴缩颈状态进行监测，当缩颈时，断开通断开关使过渡电阻接入焊接回路。

本方法在通断开关上并联一过渡电阻，缩颈时，断开通断开关，使过渡电阻接入焊接回路，即采用电阻法衰减焊接回路的电流。实现熔滴脱落。

作为优选，所述过渡电阻为焊丝。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明的方法和装置在焊接回路的通断开关上并联一过渡电阻，通断开关断开时，过渡电阻接入焊接回路，利用过渡电阻衰减焊接回路电流，使缩颈时电流大大下降，实现熔滴脱落，整个回路中由于过渡电阻的接入，不会出现电弧拉断的状况，且过渡电阻可吸收回路中电抗器存储的能量，过渡电阻将能量源源不断的送进焊接区域，能量没有浪费，不仅有利于焊机输出较大的能量，提高焊接效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

一种短路过渡的熔滴控制方法，包括以下步骤，

在焊接回路的通断开关上并联一过渡电阻；

对缩颈状态进行监测，当缩颈时，断开通断开关使过渡电阻接入焊接回路。

缩颈状态的监测判断方法为现有技术，本方法通过缩颈状态的监测实现对通断开关的控制。本方法通过在回路中接入电阻从而实现电流衰减。

实施例2

基于实施例1的原理，本实施例公开基于实施例1方法的具体电路结构。一种短路过渡的熔滴控制电路，包括焊接电路，所述焊接电路包括在缩颈时控制焊接回路接通/断开的通断开关，所述通断开关上并联有一过渡电阻。如图1所示的焊接电路包括依次连接的整流电路、输出电感l1、通断开关s1、导电嘴；整流电路、输出电感l1、通断开关s1、导电嘴通过焊接工件以及底线构成焊接回路。图中r1为电缆的等效电阻。整流电路的输出经输出电感l1滤波后，输出直流电流。过渡电阻的可直接在通断开关s1上并联一电阻，该电阻发热功率应足够大，不至于熔断；且阻值足够大以达到迅速降低电流的目的，即在正常情况下需要将电感中的电流迅速降低到80a以下。其阻值根据所采用的电感量而定，一般输出电感l1为50μh，对应需要的电阻值要大于200毫欧。而焊丝可很好的满足上述要求，直接将送丝机的焊丝作为过渡电阻接入焊接电路中，此时，外围的送丝机对焊接电路电流的控制有两部分，一部分通过通断开关s1进行通断控制，当检测到缩颈信号，关断s1；另一部分通过r2与原有主回路形成回路，回路在缩颈产生时的电路模型改为：

va＝l×δ∣a+ia*r2。

缩颈前，va接近于14v，由于过渡电阻被短接，可认为：va＝l×δ∣a，即l×δ∣a＝14v，此时，电流逐渐上升。

缩颈瞬间电压变为0v，由于r2接入，表达式变为：-l×δ∣a＝ia*r2≈14v。输出电感l1存储的电能变为14v反压，真正的弧压从14v变为0v。

标准焊丝的材料为h08mn2si，长度为3.5m，其实测阻值为rφ1.6＝0.6ω，rφ1.2＝0.6×1.77＝1ω，rφ1.0＝1.4ω。将送丝机的焊丝作为过渡电阻接入焊接电路，过渡电阻接入焊接回路后，电流ia的值立即从短路大电流变为14v/r2，即ia(φ1.6)＝23a，ia(φ1.2)＝13a，ia(φ1.0)＝9a，此时，电流ia远远小于缩颈所需电流。

过渡电阻r2即焊丝接入回路后，回路中电抗器存储的能量变为热量被焊丝吸收，焊丝将能量源源不断的送进焊接区域，能量没有浪费，不仅有利于焊机输出较大的能量，提高焊接效率，而且由于过渡电阻的接入，不会出现电幅拉断的状况。可根据焊丝的温度控制缩颈期间小电流持续的时间即通断开关s1断开的时间，以免焊丝温度过高影响送丝。采用该电路结构，没有增加特别复杂的设计，易于实现产品化；可根据焊丝的种类，适当调节开路时间，以达到热量和温度的平衡。

图中，t1为接触对，用于接通焊接电源正极和焊丝远端的连接端子，焊丝的近端连接到导电嘴上，接触对在主电流关断和控制缩颈时接通，回路中含有r2，约几百毫欧的内阻。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。