一种熔化极焊机及其焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及焊机领域，尤其涉及一种熔化极焊机及其焊接方法。
【背景技术】
[0002]传统的熔化极焊机采用接触短路起弧，短路起弧时会有火花飞溅的现象，在短路起弧后，在电弧的作用下，焊丝末端形成熔化态的金属球，如图1中的(a)所示，此时电弧长度很短，电弧电压很低，电流很大，电弧温度低、熔解焊丝的能量大；随着熔化的焊丝量增大，电弧长度变大，电弧电压也增大，电弧电流减小，电弧温度升高，熔解焊丝的能量减少，此时焊丝末端的熔滴在重力作用下，熔滴与焊丝相连的部分形成缩径，如图1中的(b)所示；随着熔化的焊丝量进一步增大，电弧长度更长，电弧电压更大，电弧温度更高，缩径进一步变小，所以缩径局部的电流密度激增，产生大量的焦耳热熔化焊丝熔滴，如图1中的(C)所示；当熔滴达到一定限度，熔滴与焊丝分离，并最终落在母材(需要焊接的焊件)上完成一个完整的焊接周期。
[0003]可见，在传统熔化极焊机的整个焊接周期过程，电弧长度不断变换、电弧电压不断变换、电弧电流不断变换、电弧温度也不断变换；因此在焊接的过程中，焊丝与母材的热量分配不可控，从而使得在焊接过程中导致存在着不少焊接缺陷，如焊接飞溅、焊接气孔、未熔合、夹渣、填丝量不均匀等问题。另外，传统的熔化极焊机只有单一的直流焊接模式、直流脉冲焊接模式，其应用范围较窄。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种熔化极焊机及其焊接方法，该熔化极焊机采用高频高压起弧方式，没有短路火花飞溅，同时在焊接过程中，电弧长度以及送丝速度等焊接参数可控，可实现非熔化极焊机的焊接速度以及焊接质量；另外，所述熔化极焊机还具有多种焊接方式。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:一种熔化极焊机，所述熔化极焊机包括具有同步通信接口的控制系统模块，电流取样模块，电压取样模块，依次连接的电源输入模块、直流恒压模块、斩波控制模块、恒流反馈模块以及焊枪，焊枪上连接有用于推送焊丝的送丝装置，所述电流取样模块的输入端与所述直流恒压模块的输出端以及焊枪的输入端均连接，所述电压取样模块的输入端与所述直流恒压模块的输出端以及焊枪的输入端均连接，所述电流取样模块的输出端以及电压取样模块的输出端均与所述控制系统模块连接；
所述熔化极焊机还包括有高频高压起弧模块，电弧长度反馈模块以及送丝控制模块，所述高频高压起弧模块的输入端与焊枪的输入端连接，高频高压起弧模块的输出端与控制系统模块连接；所述电弧长度反馈模块串联连接于所述控制系统模块的同步通信接口与所述焊枪之间，用于焊接时的电弧长度信息反馈至控制系统模块；所述送丝控制模块串联连接于所述控制系统模块的同步通信接口与所述送丝装置之间，用于接收控制系统模块发出所需的送丝控制信号，并将其转化成相应的控制信息，以控制所述送丝装置的送丝速度和/或送丝量。
[0006]优选地，所述电弧长度反馈模块包括依次连接的电压获取模块、抗干扰模块以及电弧长度计算模块；所述电压获取模块与所述焊枪连接，以获取焊枪工作时的电压信号；所述抗干扰模块用于将所述电压信号中的干扰信号消除，以获得熔化极焊机焊接时的电弧电压信息；所述电弧长度计算模块用于根据获得的所述电弧电压信息计算出电弧长度信息，并将其反馈至所述控制系统模块。
[0007]进一步地，所述熔化极焊机还包括与控制系统模块连接的人机界面操作及显示模块；所述熔化极焊机还包括交直流变换控制模块，该交直流变换控制模块串联连接于所述恒流反馈模块的输出端与所述焊枪的输入端之间。
[0008]优选地，所述交直流变换控制模块具有输入正端、输入负端、第一输出端以及第二输出端，所述交直流变换控制模块包括第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块以及第四开关模块；所述输入正端、第一开关模块的输入端、第一开关模块的输出端、第二开关模块的输入端、第二开关模块的输出端以及所述输入负端依次连接，所述输入正端、第三开关模块的输入端、第三开关模块的输出端、第四开关模块的输入端、第四开关模块的输出端以及所述输入负端依次连接；所述第三开关模块与第四开关模块的相互连接的一端作为所述第一输出端，所述第三开关模块与第四开关模块的相互连接的一端作为所述第二输出端。
[0009]进一步地，所述第二输出端与所述第三开关模块与第四开关模块的相互连接的一端之间串联连接有LC串联电路。
[0010]本发明提供的熔化极焊机，其焊接方法包括:
所述熔化极焊机利用所述高频高压起弧模块，采用高频高压起弧方式进行起弧；
所述电弧长度反馈模块根据从焊枪中获取的信号计算出焊接时的电弧长度信息，并将该电弧长度信息反馈至所述控制系统模块；
所述控制系统模块计算出所述熔化极焊机所需的送丝量，并根据所需的送丝量发出相应的控制信息至所述送丝控制模块；
所述送丝控制模块根据接收到的控制信息，控制所述送丝装置的送丝速度，以使所述熔化极焊机在一个焊接周期内的电弧长度相同或基本相同。
[0011]优选地，所述电弧长度反馈模块在计算电弧长度信息时，通过获取焊枪工作时的电压信号，然后消除电压信号中的干扰信号获得电弧电压信号，最后通过电弧长度与电弧电压的正相关关系，计算出电弧长度信息。
[0012]优选地，所述电弧长度反馈模块将所述电弧长度信息进行比例、积分或微分的调节处理后再将其反馈至所述控制系统模块。
[0013]本发明提供的熔化极焊机利用自带的高频高压起弧模块进行起弧，没有短路火花飞溅，同时在整个焊接周期过程中，电弧长度，焊接电流、送丝速度等焊接参数可控，可实现非熔化极焊机的焊接速度以及焊接质量；另外，所述熔化极焊机还设置有交直流变换控制模块，使得其具有直流、高频直流、直流脉冲、高频直流脉冲、交流、高频交流、交流脉冲、高频交流脉冲等多种焊接模式。
【附图说明】
[0014]附图1为传统的熔化极焊机采用接触短路起弧的示意图； 附图2为本发明实施例中所述熔化极焊机的电路原理模块框图；
附图3为本发明实施例中所述熔化极焊机的另一电路原理模块框图；
附图4为本发明实施例中所述电弧长度反馈模块的原理模块框图；
附图5为本发明实施例中所述交直流变换控制模块的原理模块框图；
附图6为本发明实施例中所述交直流变换控制模块的具体电路原理示图。
【具体实施方式】
[0015]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
[0016]如附图2所示，一种熔化极焊机，所述熔化极焊机包括具有同步通信接口的控制系统模块，与控制系统模块连接的人机界面操作及显示模块，电流取样模块，电压取样模块，依次连接的电源输入模块、直流恒压模块、斩波控制模块、恒流反馈模块以及焊枪，焊枪上连接有用于推送焊丝的送丝装置，所述电流取样模块的输入端与所述直流恒压模块的输出端以及焊枪的输入端均连接，所述电压取样模块的输入端与所述直流恒压模块的输出端以及焊枪的输入端均连接，所述电流取样模块的输出端以及电压取样模块的输出端均与所述控制系统模块连接；
所述熔化极焊机还包括有高频高压起弧模块，电弧长度反馈模块以及送丝控制模块，所述高频高压起弧模块的输入端与焊枪的输入端连接，高频高压起弧模块的输出端与控制系统模块连接；所述电弧长度反馈模块串联连接于所述控制系统模块的同步通信接口与所述焊枪之