焊接设备、焊接控制装置及焊接控制方法与流程

本公开涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种焊接设备、焊接控制装置及焊接控制方法。

背景技术

焊接，是一种常见的连接工艺，一般包括熔焊、钎焊等多种类型。其中，熔化极电弧焊应用较为广泛，一个完整的焊接过程通常包括引弧、主焊接和收弧三个阶段，收弧效果直接影响着焊缝的质量。

目前，在焊接过程中，焊丝的进给一般采用等速送丝的方式，但送丝装置的制动能力有限，难以及时停止送丝。在收弧阶段，焊机停止输出能量且送丝装置制动后，焊丝可能仍会移动一段距离，而输出能量已经停止，因而容易出现扎丝或粘丝的现象，导致焊缝质量较差，不利于提高焊接质量。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种焊接设备、焊接控制装置及焊接控制方法，可避免焊后扎丝或粘丝的发生，保证焊缝质量，以提高焊接质量。

根据本公开的一个方面，提供一种焊接控制方法，用于焊接设备，所述焊接设备包括送丝装置和焊接电源，所述焊接控制方法包括：

在主焊接阶段向收弧阶段过渡的过渡时刻，控制所述送丝装置的送丝速度下降，并控制焊接电源的输出能量上升；

在所述过渡时刻后的预设时刻，控制所述送丝装置制动并控制所述焊接电源停止输出能量。

在本公开的一种示例性实施例中，所述预设时刻为所述送丝速度下降至预设速度的时刻。

在本公开的一种示例性实施例中，控制所述送丝速度下降包括：

控制所述送丝速度以第一加速度匀速下降；

控制所述输出能量上升包括：

控制所述输出能量以第二加速度匀速上升，所述第二加速度和所述第一加速度满足以下关系：

a2＝k×a1；

其中，a1为所述第一加速度，a2为所述第二加速度，k小于0。

在本公开的一种示例性实施例中，所述预设速度大于0。

在本公开的一种示例性实施例中，控制所述焊接电源停止所述输出能量包括：

在所述预设时刻，控制所述焊接电源输出回烧脉冲；

控制所述焊接电源停止输出能量。

根据本公开的一个方面，提供一种焊接控制装置，用于焊接设备，所述焊接设备包括送丝装置和焊接电源，所述焊接设备包括：

第一控制模块，用于在主焊接阶段向收弧阶段过渡的过渡时刻，控制所述送丝装置的送丝速度下降，并控制焊接电源的输出能量上升；

第二控制模块，用于在所述过渡时刻后的预设时刻，控制所述送丝装置制动并控制所述焊接电源停止输出能量。

在本公开的一种示例性实施例中，所述预设时刻为所述送丝速度下降至预设速度的时刻。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一控制模块包括：

速度控制单元，用于控制所述送丝速度以第一加速度匀速下降；

能量控制单元，用于控制所述输出能量以第二加速度匀速上升，所述第二加速度和所述第一加速度满足以下关系：

a2＝k×a1；

其中，a1为所述第一加速度，a2为所述第二加速度，k小于0。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第二控制模块包括：

回烧单元，用于在所述预设时刻，控制所述焊接电源输出回烧脉冲；

执行单元，用于控制所述焊接电源停止输出能量。

根据本公开的一个方面，提供一种焊接设备，包括送丝装置、焊接电源和上述任意一项所述的焊接控制装置。

本公开的焊接设备、焊接控制装置及焊接控制方法，可在主焊接阶段向收弧阶段过渡的过渡时刻，控制送丝速度下降，并控制输出能量上升，使焊丝迅速烧短；在过渡时刻后的预设时刻，再控制送丝装置制动并停止输出能量。通过焊丝的烧短可避免出现扎丝或粘丝的现象；同时，送丝装置制动后，焊丝会由于惯性继续送出一部分，从而弥补焊丝烧短损失的长度，以便焊丝处于合适的长度。由此，可避免焊后扎丝或粘丝的发生，保证焊缝质量，有利于提高焊接质量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中送丝速度和输出能量的示意图。

图2为本公开实施方式焊接控制方法的流程图。

图3为本公开实施方式焊接控制法的送丝速度和输出能量的示意图。

图4为本公开实施方式焊接控制方法的步骤120的流程图。

图5为本公开实施方式焊接控制装置的方框图。

图6为本公开实施方式焊接设备的方框图。

图中：100、焊接控制装置；1、第一控制模块；11、速度控制单元；12、能量控制单元；2、第二控制模块；21、回烧单元；22、执行单元；200、送丝装置；300、焊接电源。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

相关技术中，焊接设备包括焊接电源和送丝装置，一个完整的焊接过程一般包括依次进行的引弧阶段、主焊接阶段和收弧阶段，其中，在收弧阶段，需要控制送丝速度递减，待送丝速度降低至速度阈值时，控制送丝装置停止送丝，并控制焊接电源停止输出能量，送丝速度和输出能量的变化如图1所示，图1中，t1为主焊接阶段向收弧阶段的过渡时刻，t2为送丝速度降低至速度阈值的时刻；v1为t1前的送丝速度，即主焊接阶段的送丝速度，v2为速度阈值，即t2时刻的送丝速度；e1为t1时刻的输出能量，即主焊接阶段的输出能量，e2为t2时刻的输出能量。

由于送丝装置的制动能力有限，难以及时停止送丝，在收弧阶段，送丝装置制动后，焊丝可能仍会移动一段距离，但输出能量已经停止，因而容易出现扎丝或粘丝的现象，导致焊缝质量较差，不利于提高焊接质量。

本公开实施方式提供了一种焊接控制方法，可用于焊接设备，该焊接设备可以是熔化极电弧焊接设备，当然，也可以是其它焊接设备，以熔化极电弧焊接设备为例，其可包括焊接电源和送丝装置，其中：

焊接电源可以包括变压器、逆变器等，具体可视焊接设备的类型而定，在此不对焊接电源的结构做特殊限定。

送丝装置可以包括电机和送丝机构，送丝机构可包括夹持焊丝的转盘，电机可通过传动机构驱动转盘转动，以实现送丝。当然，送丝装置也可以是其它结构，只要能实现送丝，且送丝速度可调即可，在此不做特殊限定。

如图2所示，本公开实施方式的焊接控制方法可包括：

步骤s110、在主焊接阶段向收弧阶段过渡的过渡时刻，控制所述送丝装置的送丝速度下降，并控制焊接电源的输出能量上升；

步骤s120、在所述过渡时刻后的预设时刻，控制所述送丝装置制动并控制所述焊接电源停止输出能量。

本公开实施方式的焊接控制方法，可在主焊接阶段向收弧阶段过渡的过渡时刻，控制送丝速度下降，并控制输出能量上升，使焊丝迅速烧短；在过渡时刻后的预设时刻，再控制送丝装置制动并停止输出能量。通过焊丝的烧短可避免出现扎丝或粘丝的现象；同时，送丝装置制动后，焊丝会由于惯性继续送出一部分，从而弥补焊丝烧短损失的长度，以便焊丝处于合适的长度。由此，可避免焊后扎丝或粘丝的发生，保证焊缝质量，有利于提高焊接质量。

如图2所示，图2示出了采用本公开实施方式的焊接控制方法的送丝速度和输出能量，其中，t1为过渡时刻，t2为预设时刻；v1为t1前的送丝速度，即主焊接阶段的送丝速度，v2为t2时刻的送丝速度，v2小于v1；e1为t1时刻的输出能量，即主焊接阶段的输出能量，e2为输出能量上升的最大值，e2大于e1。可以看出，送丝速度越大，送丝速度降低时间越长，即t2与t1间的时间越长，送丝装置制动越困难，输出能量的最大值越大，即e2越大；送丝速度越小时，送丝速度降低时间越短，输出能量的最大值越低，即e2越小。

下面对本公开实施方式焊接控制方法的各步骤进行详细说明：

如图2所示，在步骤s110中，在主焊接阶段向收弧阶段过渡的过渡时刻，控制送丝装置的送丝速度下降，并控制焊接电源的输出能量上升。

过渡时刻可为预设的时刻，也可以接收到一结束焊接的指令的时刻。输出能量可以包括焊接电压和脉冲参数中的至少一个，脉冲参数可包括基值电流、峰值电流等电流参数和频率等。当然，输出能量也可以包括其它参数，在此不再一一列举。举例而言，输出能量的上升可以通过控制电压和电流的增大来实现。

送丝速度的下降和输出能量的上升可同时进行，且送丝速度下降的方式可以是匀速下降，也可以是变速下降，同时，输出能量的上升也可以是匀速下降或变速下降。举例而言：

在一实施方式中，在过渡时刻，可控制送丝速度以第一加速度匀速下降，并控制输出能量以第二加速度匀速上升。该第二加速度和第一加速度可满足以下关系：

a2＝k×a1；

其中，a1为第一加速度，a2为第二加速度，k小于0。k可以是负常数，例如-1、-2等，也可以是函数，函数的变量可预先设定可选范围，焊接时，可选择变量的具体数值，只要其计算结果为负数即可。由此，可将输出能量的上升和送丝速度的下降关联起来，使输出能量随着送丝速度的下降而上升，并可通过调节k的大小改变第一加速度a1或第二加速度a2。第一加速度a1和第二加速度a2为的具体数值在此不做特殊限定。

当然，第一加速度a1和第二加速度a2也可以是预设的数值，而不受上述关系式限定，可分别独立调节。此外，在本公开的其它实施方式中，在过渡时刻，也可仅控制送丝速度匀速下降，而控制输出能量变速上升。或者，也可控制送丝速度变速下降，而控制输出能量匀速上升。此外，还可在过渡时刻直接输出一大于主焊接阶段输出能量的输出能量，并持续至预设时刻。在此不对输出能量的上升方式做特殊限定，只要能使输出能量增大即可。

如图2所示，在步骤s120中，在过渡时刻后的预设时刻，控制送丝装置制动并控制焊接电源停止输出能量。

该预设时刻可以是送丝速度下降至预设速度的时刻，该预设速度可为大于0，且小于过渡时刻前的送丝速度，即小于主焊接阶段的送丝速度，具体数值在此不做特殊限定。在该预设时刻，在送丝速度下降至该预设速度，输出能量上升至一能量值，在此过程中，焊丝被迅速烧短。当然，该预设时刻也可以是输出能量上升至预设能量的时刻，或者，预设时刻也可以不以预设速度或预设能量来限定，其还可以是过渡时刻后的一固定时刻，在此不对预设时刻做特殊限定。此外，通过调节预设时刻可延长或缩短送丝速度的下降时间和输出能量的上升时间，以便控制送丝速度和输出能量。

控制送丝装置制动的方式可以是，停止向送丝装置输出送丝指令，以使送丝装置制动，该送丝指令用于控制送丝装置以预设的送丝速度送丝。或者，还可以是向送丝装置输出一制动指令，送丝装置接收到该制动指令后，进行制动。送丝装置的制动原理可视其结构而定，例如送丝装置包括驱动焊丝移动的电机，前述的制度为控制该电机停转。

需要说明的是，送丝装置在制动后，焊丝可在惯性的作用下，仍送出一部分，从而弥补焊丝烧短损失的长度，以便焊丝处于合适的长度。

控制焊接电源停止输出能量可以：在预设时刻，控制焊接电源立即停止输出能量。还可以在进行回烧处理后，再停止输出能量，举例而言：如图4所示，控制焊接电源停止输出能量可以包括：

步骤s1210、在所述预设时刻，控制所述焊接电源输出回烧脉冲；

该回烧脉冲，用于对焊丝进行回烧，即进行消熔球处理，以保证熔球形态和大小满足预设的条件，进一步提高焊接质量。

步骤s1220、控制焊接电源停止输出能量。

通过上述的步骤s1210和步骤s1220，由于在停止输出能量前进行了回烧处理，可进一步提高焊缝质量，以提升焊接效果。

下述为本公开焊接控制装置的实施实施方式，可以用于执行本公开焊接控制方法的实施方式。对于本公开焊接控制装置实施方式中未披露的细节，请参照本公开焊接控制方法实施实施方式。

本公开实施方式提供一种焊接控制装置，可用于焊接设备，该焊接设备的具体结构可参考上文中的焊接设备，在此不再详述。

如图5所示，本公开实施方式的焊接控制装置100可包括第一控制模块1和第二控制模块2，其中：

第一控制模块1可用于在主焊接阶段向收弧阶段过渡的过渡时刻，控制送丝装置的送丝速度下降，并控制焊接电源的输出能量上升。

在一实施方式中，第一控制模块1可以包括速度控制单元11和能量控制单元12，其中：

速度控制单元11可用于控制送丝速度以第一加速度匀速下降；

能量控制单元12可用于控制输出能量以第二加速度匀速上升，第二加速度和第一加速度满足以下关系：

a2＝k×a1；

其中，a1为所述第一加速度，a2为所述第二加速度，k小于0。

第二控制模块2可用于在过渡时刻后的预设时刻，控制所述送丝装置制动并控制所述焊接电源停止输出能量。

在一实施方式中，第二控制模块2可以包括回烧单元21和执行单元22，其中：

回烧单元21可用于在所述预设时刻，控制所述焊接电源输出回烧脉冲。

执行单元22可用于控制所述焊接电源停止输出能量。

上述焊接控制装置100中各模块、单元的具体细节已经在对应的焊接控制方法中进行了详细描述，因此此处不再赘述。同时，本公开实施方式的焊接设备的有益效果可参考上述焊接控制方法的有益效果，在此不再详述。

本公开还提供一种焊接设备，如图6所示，该焊接设备可包括送丝装置200、焊接电源300和上述任意实施方式的焊接控制装置100，其中：

送丝装置200和焊接电源300均与所述焊接控制装置100连接。其中，送丝装置200、焊接电源和焊接控制装置100以在上文中进行了说明，在此不再详述。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干信号以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。