Electric Company)出售的Power Wave焊机所普及的，线70上的电压由波成形器或发生器80控制。没有来自调制器100的调制，波形发生器80的输出92决定线70上的电压。
[0033]依照本发明，波成形器80控制线92上的信号在高能量部分和低能量部分之间以低频交替。以这种方式，施加于工件W的焊接熔池的热量可以被控制和调制，来以更快的速度获得“堆叠币状体”外观，并且没有诸如例如前面所提到的飞溅和熄灭的不期望的特征。特别地，控制工件W中的热量(例如，通过不让工件变得太热)允许焊接没有飞溅地更快进行。高能量部分由线82上来自形状选择器或软件82a的信号决定。以相似的方法，线84上的信号在形状选择器或软件84a的控制之下控制焊接过程的低能量部分。在本发明的一个方面，这些形状选择器决定用于焊接过程中的高频脉冲的形状。焊接过程中的焊接循环包括以低频在选择器82a和选择器84a之间的交替。图4中示出(并且在下面更详细地描述)的控制逻辑90重复地依次启动软件或选择器82a和84a。在一些实施方案中，波形发生器或波成形器80可以包括选择器82a、84a和控制逻辑90以及创建期望波形的任何其他逻辑。以这种方法，高频脉冲遍及波循环的高能量和低能量部分出现，其中脉冲的高能量和低能量组以低频交替。
[0034]图3中示出的波形电流图是通过使波成形器80控制焊接循环的高能量和低能量部分而获得的实施方案。波形的高能量和低能量部分通过以低频交替地激活选择器82a、84a而获得，以结合可变极性开关16控制线55、56(上面讨论的)输出信号来创建图3的波形。波形高能量和低能量部分之内的高频脉冲的特定形状由图4中示出的控制逻辑90限定。如下面详细讨论的，高能量部分由84a限定，并且低能量部分由82a限定。
[0035]此外，如下面将详细解释的，本发明的可替换实施方案利用调制器100，用于产生具有各种各样大小交替的形状的几个重复调制曲线中的一个，以创建波形的高能量和低能量部分。例如，来自选择器框(block) 102的正弦波、通过选择器框104的交替电流或方波、或来自选择器框106的锯齿曲线。选择器框通过来自调制器100的曲线引起调制。这种曲线在线108上输出。如下面将解释的，关于图9，来自线108的调制信号通过由框102、104、106之一表征的曲线乘以线92上的信号特而取得。这种过程产生低频调制的焊接循环。经由调制器100，线92上的信号调制可以与本文描述的任何实施方案结合。
[0036]由图3中的电流图图示说明的实施方案不利用曲线调制器100。在这一实施方案中，波成形器82具有用于控制线70上的电流命令信号的输出92和用于控制可变极性开关16的输出55、56。依照这一实施方案，脉冲波PW由波成形器80形成为在某一数目的脉冲COUNT1后终止的低能量部分LP，以及在某一数目的脉冲COUNT2后终止的高能量部分HP。高能量部分HP中的脉冲由图1的形状选择器或软件82a控制并且低能量部分LP中的脉冲由图1中的形状选择器或软件84a控制。
[0037]在图3中，低能量部分LP被示出具有高频脉冲的负极性部分。在正负之间改变脉冲部分的极性允许对热量耗散和焊接熔池调制的更大控制。阴极和阳极的行为和加热特性不相同。在焊接期间，在阴极处生成的热量和在阳极处生成的热量是显著地不同的。当脉冲波PW的极性被反转(例如，从正切换到负或从负切换到正，如图3中示出的)时，阳极和阴极被互换，这引起这些区域的加热特性反转。
[0038]图3A是示例性焊接的图，所述图突出在脉冲波PW的正极性部分期间和负极性部分期间的弧之间的一些差异。一般而言，虽然焊接总是向工件W添加热量，焊机循环的负极性部分比正极性部分向工件W的熔池添加更少的热量。在正极性部分期间，弧111跨熔池112分布，加热宽的区域。在正电极侧，弧111被集中在熔滴(droplet) 113的底部。电流流动通过熔滴并且其相关联的磁性箍缩力作用在液体熔滴113上，因此最终将熔滴从丝拉到工件W。然而，负极部分期间，弧115被集中在熔池116的中心，允许边缘冷却下来并且开始凝固。在负电极侧上，弧115覆盖多得多的电极端部，加热大的熔滴117。以这种方式，很多电流不流动通过熔滴117，并且其相关联的箍缩力不被施加于液体熔滴117，因此熔滴117悬挂在丝的端部变得更大。这种大的液体熔滴117借助下一个正极性脉冲峰值被转移到工件W。由于热量在电极E中被累积，负极性增加电极E的熔化率，这允许焊接熔池冷却下来。因此，当电流具有正极性时，然后热量的大部分被耗散或吸收进入工件W的焊接熔池。当电流具有负极性时，更多的热量被耗散或吸收进入电极E，而少得多的热量被耗散进入焊接熔池。脉冲波PW的相对小的负极性部分可以显著增加工件W在脉冲波PW的高能量(高热量)部分HP和低能量(低热量)部分LP之间的加热差异。这种加热上的差异获得在工件W上的焊道的堆叠币状体外观。例如，向脉冲波PW的低能量部分LP添加负极性的部分导致在低能量部分LP和高能量部分HP期间耗散进入工件W的焊接熔池的热量之间的更大差异，这允许焊接熔池在低能量部分期间冷却更多，以比没有能量(和热量)上的更大差异可获得的速度更快的速度获得堆叠焊道外观。
[0039]在一些实施方案中，通过变化低能量部分LP和高能量部分HP之间的脉冲波PW的某些参数，而其他参数保持相同，可以来创建焊接循环的低能量部分LP和高能量部分HP。回头参照图3，在一个实施方案中，脉冲波PW在低能量部分LP和高能量部分HP之间交替以限定焊接循环。这些循环在焊接过程中被重复。在这一实施方案中，在低能量部分LP和高能量部分HP期间，峰值电流110b、峰值时间110g、本底电流IlOe和周期IlOf保持相同。高能量和低能量脉冲通过峰值周期的斜坡上升和斜坡下降部分的形状(例如，倾斜度)以及并入负极性分量来区别于彼此。图3中示出的实施方案的脉冲110通过波成形器80以在50-400HZ范围内的频率被创建。例如，这种频率可以被选择以试图优化脉冲率与熔融铝的熔滴率。脉冲率有助于焊接的热量和焊接熔池中的热量。这两方面应当被协调。每个脉冲具有倾斜度受控制的斜坡上升部分110、峰值电流(Ipeak) IlOb (其对于全部示出的脉冲都是相同的)、峰值时间部分IlOc (是电流水平处在峰值的时间)、斜坡下降部分IlOd以及本底电流(Ibm)部分IlOe (当不被脉冲或负电流分量中断时，本底电流是恒定的)。斜坡上升时间I 1a包括在峰值时间中。虽然峰值电流110b、峰值时间IlOg以及周期IlOf保持相同，脉冲处在峰值电流(Ipeak) IlOb的时间量由斜坡上升部分IlOa的倾斜度决定。
[0040]虽然脉冲一般由正极性分量构成，一些脉冲可以包括负极性部分或分量。具有负分量的脉冲包括用于负分量时间IlOh的负电流(Ines)。虽然未在图3中不出，负极性分量的形状还可以包括各种与斜坡下降到负电流的和自负电流斜坡上升相关联的倾斜度。此外，负极性部分可以被引进到脉冲波PW中的任何位置，包括在高能量部分HP期间。负电流分量可以被视为负热量的槽(troughs)，如上面详细讨论的，在负热量期间更多热量被耗散进入电极E。因此，除可变斜坡上升部分IlOa和可变斜坡下降部分IlOd之外，负分量的选择性存在确定电极E和工件W中耗散的热量，其中所述负分量具有用于负部分时间IlOh的负电流(I.) ο换句话说，结果的焊接循环或脉冲波PW包括具有不同区域的脉冲110，并且因此在工件W中生成不同的热量。负分量(以及其相关联的区域)可以被视为对工件W中耗散热量的负贡献者。
[0041]因此，为了改变脉冲耗散进入工件W的热量(特别是在低能量部分LP期间)，负电流部分可以被引进用于负部分时间llOh。如上面提到的，这是因为在负极性期间，热量在电极E处被耗散，而不是在工件W处。与不具有负电流部分的脉冲相比较，具有用于时间IlOh的负电流部分的脉冲耗散更少的能量和热量进入工件W。负电流部分的选择性使用(例如在低能量部分LP的每个脉冲中)允许在脉冲波PW的低能量部分LP和高能量部分HP之间更大的能量差异。
[0042]负电流部分合并进入脉冲轮廓还可以与其他脉冲轮廓成形技术结合。例如，在低能量部分LP期间，斜坡上升IlOa是缓慢的而斜坡下降IlOd是快速的。当本底电流IlOe和/或负电流部分正在焊接空隙g处跨电弧流动时，这给出短的时间IlOc和长的时间。高能量部分HP中的脉冲110在面积上典型地更大。在高能量部分HP期间，时间IlOf和IlOg是恒定的，但斜坡上升IlOa是快速的并且斜坡下降IlOd是缓慢的。以这种方式，电流的极性、前缘或斜坡上升IlOa和后缘或斜坡下降IlOd的倾斜度由形状选择器或软件82a、84a调节，以创建一系列低能量脉冲和一系列高能量脉冲，所述一系列低能量脉冲和一系列高能量脉冲具有在每个焊接循环中以低频重复的模式。通过焊接过程耗散进入工件W的热量比率由两部分电流脉冲的参数上的差异和构成COUNTJP CUNT 2的数来确定。当这些计数数(count number)被达到时，脉冲波PW在焊接循环的两个能量部分之间转换。
[0043]如上面提到的，焊接操作包括具有低能量部分LP和高能量部分HP的焊接循环。相比于脉冲110的相对高频，这两部分交替的频率低。在实践中，脉冲的频率在50-400HZ的范围内，而脉冲波PW的高能量和低能量部分之间的交替频率在l/4Hz至40Hz的范围内。这一概念的主要方面是，高频本质上大于低频。例如，如果高频在300Hz的范围内，低频可以在20Hz-30Hz或任何类似比例的范围内。为设置期望的低频，在部分LP、HP中的脉冲110被计数。脉冲110的波形被转换到其他部分，等待这个下一部分的计数。每个部分的计数数不需要相同；然而，在一些实施方案中，他们可以相当接近。
[0044]如图4中示出的，为从波形的一个部分转换到其他部分，控制逻辑90被提供。如下面详细讨论的，波成形器80和其相关联的选择器82a、84a以及控制逻辑90包括限定两个平行的脉冲子程序(sub routines)--高能量部分波形和低能量部分波形的波形逻辑。例如，每个子程序包含限定斜坡上升和峰值(高电流)的状态、限定斜坡下降的状态、限定任何负分量的状态以及在每个脉冲结尾处复位所述循环的状态。子程序二者可以利用数据表来限定其处在特定丝送进速率的操作。在每次复位(每个高速率脉冲循环中的最后状态)期间，逻辑确定计数器是否已经到达限制并且切换到其他子程序。如果计数器没有达到限制，那么计数器计数并且下一个脉冲运行。逻辑可以以软件程序(诸如，例如林肯电气的焊接开发(Weld Development)逻辑程序)来呈现，这种逻辑程序是具体用于焊接的基于状态的逻辑树。与其他基于状态的程序相似，逻辑可以处于运行一功能的状态，比如说输出300安培的电流，直到条件核对变为真(例如，峰值计时器> =2毫秒)，并且然后逻辑分支到下一个状态(在条件核对中限定)。这些状态改变可以非常快地出现，将相对复杂的逻辑串在一起而不必将程序硬件化或改变PC主板。
[0045]在图4 中，逻辑(120、168、124、126、128、129、130、132)的左侧由 82a 限定。逻辑(162、