双丝电弧焊接方法及装置与流程

本发明涉及电弧焊接
技术领域：
，特别涉及一种双丝电弧焊接方法及装置。
背景技术：
：双丝电弧焊是一种高效低热输入的电弧焊接方法，在工业焊接领域有着广泛的用途和需求。双丝电弧焊的主要特点是：在两根相互靠近但又彼此绝缘的焊丝端部与焊接工件之间形成两个独立的电弧，但共用一个熔池。在现有的双丝电弧焊系统中通常使用两个独立、且具有协同控制功能的熔化极脉冲焊电源。但是由此构成的双丝焊接装置构造复杂且成本高。技术实现要素：本发明的主要目的是提供一种双丝电弧焊接装置，旨在简化双丝电弧焊接装置的构造，降低成本。为实现上述目的，本发明提出了一种双丝电弧焊接装置，包括送丝机构、第一焊丝导电嘴、第二焊丝导电嘴、直流电源、第一开关及第二开关；所述送丝机构将第一焊丝和第二焊丝分别送至第一焊丝导电嘴和第二焊丝导电嘴；第一开关和第二开关，接收控制信号，依次轮流导通，以控制所述直流电源依次轮流给所述第一焊丝导电嘴和所述第二焊丝导电嘴供电。优选地，所述直流电源一端分别与所述第一开关的输入端和所述第二开关的输入端连接，所述第一开关的输出端与所述第一焊丝导电嘴连接，所述第二开关的输出端与所述第二焊丝导电嘴连接，所述直流电源的另一端与待焊工件连接。优选地，所述第一开关和所述第二开关的占空比相等。优选地，所述第一开关和所述第二开关在切换导通过程中的预设时长内均导通。优选地，所述预设时间小于第一开关和第二开关导通时间的1/2。优选地，所述直流电源为恒压直流电源或恒流直流电源。本发明提出一种双丝电弧焊接方法，包括以下步骤：送丝机构将第一焊丝和第二焊丝分别送至第一焊丝导电嘴和第二焊丝导电嘴；第一开关接收控制信号导通，以控制所述直流电源给所述第一焊丝导电嘴供电，直流电源、第一焊丝、及待焊工件形成第一电流回路，第一焊丝末端与待焊工件之间形成第一电弧；第二开关接收控制信号导通，以控制所述直流电源给所述第二焊丝导电嘴供电，直流电源、第二焊丝、及待焊工件形成第二电流回路，第二焊丝末端与待焊工件之间形成第二电弧。优选地，所述第一开关和所述第二开关在预设时间内同时导通。优选地，所述预设时间小于第一开关和第二开关导通时间的1/2。优选地，所述直流电源为恒压直流电源或恒流直流电源。本发明技术方案通过设置包括送丝机构、第一焊丝导电嘴、第二焊丝导电嘴、直流电源、第一开关及第二开关，形成了一种双丝电弧焊接装置。所述送丝机构进行送丝；所述直流电源给第一焊丝导电嘴和第二焊丝导电嘴供电。第一开关和第二开关接收外部的控制信号，使得依次轮流导通，以控制所述直流电源依次轮流给所述第一焊丝导电嘴和所述第二焊丝导电嘴供电，焊丝与待焊工件之间产生电弧，电弧产生的巨大热量将焊丝融化，实现对待焊工件的焊接。本发明技术方案只需一个直流电源就实现双丝电弧焊接，相对于现有的双丝电弧焊接系统需要两个协同控制功能的熔化极脉冲焊电源，简化了双丝电弧焊接装置，降低了装置成本。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1为本发明双丝电弧焊接装置一实施例的结构示意图；图2为图1中电流I1的波形图；图3为图1中电流I2的波形图；图4为图1中电流IW的波形图。附图标号说明：标号名称标号名称F1送丝机构E2第二焊丝F2送丝机构A1第一电弧T1第一焊丝导电嘴A2第二电弧T2第二焊丝导电嘴V1直流电源Q1第一开关1电源Q2第二开关2锡丝焊枪E1第一焊丝本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。本发明提出一种双丝电弧焊接装置。参照图1，在本发明实施例中，该双丝电弧焊接装置，包括送丝机构F1和送丝机构F2、第一焊丝导电嘴T1、第二焊丝导电嘴T2、直流电源V1、第一开关Q1及第二开关Q2。其中，所述送丝机构F1和送丝结构F2将第一焊丝E1和第二焊丝E2分别送至第一焊丝导电嘴T1和第二焊丝导电嘴T2；所述直流电源V1，给第一焊丝导电嘴T1和第二焊丝导电嘴T2供电；第一开关Q1和第二开关Q2，接收控制信号，依次轮流导通，以控制所述直流电源V1依次轮流给所述第一焊丝导电嘴T1和所述第二焊丝导电嘴T2供电。需要说明的是，本实施方式采用送丝机构F1和送丝结构F2将第一焊丝E1和第二焊丝E2分别自动送进第一焊丝导电嘴T1和第二焊丝导电嘴T2，第一焊丝导电嘴T1和第二焊丝导电嘴T2设置于锡丝焊枪2中，并使所述两焊丝之间的夹角处于0°至90°之间。直流电源V1、第一焊丝导电嘴T1、及待焊工件W之间形成第一焊接电流回路，第一焊丝E1的末端与待焊工件W之间形成第一焊接电弧；直流电源V1、第二焊丝导电嘴T2、及待焊工件W之间形成第二焊接电流回路，第二焊丝E2的末端与待焊工件W之间形成第二焊接电路。该双丝电弧焊接装置还进一步包括有控制器(图未示出)，控制器输出控制信号至第一开关Q1受控端和第二开关Q2的受控端。在本实施中，第一开关Q1和第二开关Q2依次轮流导通。直流电源通过第一开关Q1和第二开关Q2分别连接第一焊丝导电嘴T1和第二焊丝导电嘴T2，对两根焊丝分别供电。第一开关Q1和第二开关Q2以相位互差180°的方式切换工作，使直流电源V1对第一焊丝导电嘴T1和第二焊丝导电嘴T2。此工作方式只提供了峰值电压，而无基值电流，因此可以更好地避免两个电弧之间的电磁力干扰。这种方法使用两根焊丝之间的距离小于10mm的高熔敷率双丝焊枪。本发明实施例中，第一开关Q1和第二开关Q2可采用IGBT、MOSFET等功率开关，以及其他能实现此功能的电子开关或装置均可，此处不一一列举。本发明技术方案通过设置包括送丝机构F1及送丝机构F2、第一焊丝导电嘴T1、第二焊丝导电嘴T2、直流电源V1、第一开关Q1及第二开关Q2，形成了一种双丝电弧焊接装置。所述送丝机构F1及送丝机构F2进行送丝；所述直流电源V1给第一焊丝导电嘴T1和第二焊丝导电嘴T2供电。第一开关Q1和第二开关Q2接收外部的控制信号，使得依次轮流导通，以控制所述直流电源V1依次轮流给所述第一焊丝导电嘴T1和所述第二焊丝导电嘴T2供电，焊丝与待焊工W件之间产生电弧，电弧产生的巨大热量将焊丝融化，实现对待焊工件的焊接。本发明技术方案只需一个直流电源就实现双丝电弧焊接，相对于现有的双丝电弧焊接系统需要两个协同控制功能的熔化极脉冲焊电源，简化了双丝电弧焊接装置，降低了装置成本。具体地，所述直流电源V1一端分别与所述第一开关Q1的输入端和所述第二开关Q2的输入端连接，所述第一开关Q1的输出端与所述第一焊丝导电嘴T1连接，所述第二开关Q2的输出端与所述第二焊丝导电嘴T2连接，所述直流电源V1的另一端与待焊工件W连接。参照图2及图3进一步地，所述第一开关Q1和所述第二开关Q2的占空比相等。即第一开关Q1和所述第二开关Q2导通时间相等。进一步地，所述第一开关Q1和所述第二开关Q2在切换导通过程中的预设时长内均导通。易于理解的是，预设时间应当小于第一开关Q1和第二开关Q2的导通时间。预设时间的大小可视具体焊接要求而设置。通过两个功率电子开关的短时间重叠保证在无基值电流模式下的电弧稳定切换。两根焊丝的脉冲峰值电压相同，但是可以通过不同的占空比调整脉冲电流峰值，因此同样可以使用两根不同直径，不同材料和不同送丝速度的焊丝，以满足不同的焊接工艺要求。进一步地，所述预设时间小于第一开关Q1和第二开关Q2导通时间的1/2。则第一电弧A1与第二电弧A2会产生相互吸引作用所产生的电弧位移有足够的时间恢复到原来位置，整体焊接过程是比较稳定的。本实施例中，所述直流电源为恒压直流电源或恒流直流电源。现结合图1至图4对本发明实施例技术方案进一步阐述：图1中的V1为上述直流电源，第一开关Q1和第二开关Q2将直流电源V1的单路输出电源变为双路输出电源，通过控制第一开关Q1和第二开关Q2的导通时序，使直流电源V1可以分时，也可以同时对第一焊丝E1和第二焊丝E2供电。图1中的双丝焊枪有相互绝缘的第一焊丝导电嘴T1和第二焊丝导电嘴T2，第一焊丝E1和第二焊丝E2由送丝机构F1和送丝机构F2送入。易于理解的是，可以图1中将虚线框中的直流电源V1、第一开关Q1及第二开关Q2整体上当作一个电源1，电源1的第一开关Q1输出端接第一焊丝导电嘴T1，对第一焊丝E1供电；电源1的第二开关Q2输出端接第二焊丝导电嘴T2，对焊丝E2供电，电源1中直流电源V1的负极接待焊工件W。图1中第一电弧A1为建立在第一焊丝E1与电焊工件W之间的电弧，第二电弧A2为建立在第二焊丝E2与待焊工件W之间的电弧。图1中的第一开关Q1和第二开关Q2两个大功率电子开关的导通时序和焊丝与工件电流波形如图2至图4所示。其中，对于大功率电子开关，ON为导通，OFF为截止；流过第一焊丝E1和第一电弧A1的电流为I1，流过第二焊丝E2和第二电弧A2的电流为I2，流过待焊工件W的电流为IW。参照图2及图3，第一开关Q1和第二开关Q2的导通相位是互差180°，或者说，在第一电弧A1工作期间，第二电弧A2是熄灭的，反之在第二电弧A2工作期间，第一电弧A1是熄灭的。这种工作方式可完全消除两个电弧之间的电磁干扰作用，但是有可能造成第一电弧A1与第二电弧A2电弧之间转换失败。为此在第一开关Q1与第二开关Q2的切换过程中设置暂短共同导通时间Δt，即在第一开关Q1关断前之前，第二开关Q2提前导通；同样在第二开关Q2关断之前，第一开关Q1提前导通。由此保证第一电弧A1与第二电弧A2之间的稳定切换。调节第一开关Q1与第二开关Q2切换过程中的共同导通时间Δt，可以在不改变送丝速度的条件下增加焊接电流。在第一开关Q1与第二开关Q2共同导通时间Δt内，第一电弧A1与第二电弧A2电弧会产生相互吸引作用，但是只要保证Δt小于第一开关Q1或第二开关Q2的1/2导通时间，则第一电弧A1与第二电弧A2,会产生相互吸引作用，所产生的电弧位移有足够的时间恢复到原来位置，整体焊接过程是稳定的。基于上述双丝电弧焊接装置，本发明提出一种双丝电弧焊接方法，包括以下步骤：通过送丝机构将第一焊丝和第二焊丝分别送至第一焊丝导电嘴和第二焊丝导电嘴，通过直流电源给第一焊丝导电嘴和第二焊丝导电嘴供电；第一开关接收控制信号导通，以控制所述直流电源给所述第一焊丝导电嘴供电，直流电源、第一焊丝、及待焊工件形成第一电流回路，第一焊丝末端与待焊工件之间形成第一电弧；第二开关接收控制信号导通，以控制所述直流电源给所述第二焊丝导电嘴供电，直流电源、第二焊丝、及待焊工件形成第二电流回路，第二焊丝末端与待焊工件之间形成第二电弧。第一开关和第二开关依次轮流导通，控制第一电弧和第二电弧交替对待焊工件进行焊接。在焊接过程中，重复上述步骤，直到待焊工件完成焊接。进一步地，所述第一开关和所述第二开关在预设时间内共同导通。进一步地，所述预设时间小于第一开关和第二开关导通时间的1/2。进一步地，所述直流电源为恒压直流电源或恒流直流电源。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3