下降特性焊接电源及其控制方法
【专利说明】
[技术领域]
[0001]本发明涉及焊接、切割领域，尤其涉及一种在使用脉冲焊接时能够控制熔深的下降特性焊接电源及其控制方法。
[【背景技术】]
[0002]下降特性焊接电源是指TIG、等离子切割机等具有恒流特性的焊接电源。在上述下降特性焊接电源中常常使用脉冲焊接。脉冲焊接具有电弧压缩效应，电弧集中，挺度好等优点，因而广泛应用于薄板焊接(如不锈钢、钢和钛等有色金属的焊接)中。
[0003]在下降特性焊接电源中使用脉冲焊接的方式进行焊接时，焊接电源的输出通常是通过调整脉冲焊接的电流输出波形来控制。在对脉冲焊接的电流波形进行调整时，调整参数包括峰值电流、基值电流、脉冲频率、脉冲宽度。利用上述调整参数通过PID控制的方法，最终实现对主回路IGBT的触发信号(导通角)的控制，以达到理想的电流输出。
[0004]现有使用脉冲焊接的下降特性焊接电源在对熔深进行控制时，通常采用调整峰值电流和基值电流的差值实现。但在某些情况下(例如自行车架等薄板焊接)，如果峰值电流过大则熔深过大，容易将工件焊穿，而如果峰值电流过小，则影响焊接成型和工作速度。因此，如何在使用脉冲焊接的下降特性焊接电源中实现对熔深进行的更合理的控制调整，是急待解决的问题。
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【发明内容】
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[技术问题]
[0005]本发明旨在针对现有技术中的问题，提供一种下降特性焊接电源及其控制方法，其能够根据需要对熔深进行控制调整，有效提高焊接质量。
[解决方案]
[0006]本发明提供一种下降特性焊接电源，其包括具有IGBT的主回路，其特征在于，还包括:脉冲电流波形弧度/斜度接收单元，其用于接收用户设定的脉冲电流从基值向峰值过渡时的波形弧度参数或者波形斜度参数；运算单元，根据接收的所述波形弧度参数或者波形斜度参数计算所述主回路的IGBT的导通角；以及控制单元，其用于根据所计算的主回路的IGBT的导通角控制所述主回路的电流输出。
[0007]本发明提供一种下降特性焊接电源的控制方法，所述下降特性焊接电源包括具有IGBT的主回路，所述控制方法包括:脉冲电流波形弧度/斜度接收步骤，接收用户设定的脉冲电流从基值向峰值过渡时的波形弧度参数或者波形斜度参数；运算步骤，根据接收的所述波形弧度参数或者所述波形斜度参数计算所述主回路的IGBT的导通角；以及控制步骤，根据所计算的IGBT的导通角控制所述主回路的电流输出。
[发明有益效果]
[0008]本发明通过上述技术方案，能够根据需要对熔深进行合理的控制调整，有效提高焊接质量。[【附图说明】]
[0009]图1是本发明第一实施例的下降特性焊接电源的软件结构示意图；
图2是本发明第一实施例的下降特性焊接电源的控制方法的流程图；
图3是采用本发明第一实施例的控制方法获得的脉冲焊接的电流输出波形；
图4是采用本发明第二实施例的控制方法获得的脉冲焊接的电流输出波形；以及图5是现有下降特性焊接电源进行脉冲焊接的电流输出波形。
[【具体实施方式】]
[0010]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行说明。
[0011]本发明的核心思想是通过对脉冲焊接的电流输出波形的弧度或斜度进行调整，以实现对焊接熔深的控制调整。
[第一实施例]
[0012]下面参照图1-图3描述本发明的第一实施例。由于本发明主要是对焊接电源内部软件程序的改进，因此省略对焊接电源硬件结构的描述。
[0013]如图1所示，本发明的下降特性焊接电源包括:具有IGBT的主回路(硬件部分，未示出)。所述下降特性焊接电源还包括:脉冲电流波形弧度/斜度接收单元，其用于接收用户设定的脉冲电流从基值向峰值过渡时的波形弧度参数或者波形斜度参数；运算单元，根据接收的所述波形弧度参数或者所述波形斜度参数计算所述主回路的IGBT的导通角；以及控制单元，其用于根据所计算的主回路的IGBT的导通角控制所述主回路的电流输出。
[0014]图2示出了第一实施例的下降特性焊接电源的控制方法。所述控制方法通过下降特性焊接电源中的控制器(CPU)运行与图1所示的各模块相对应的软件程序来实现。
[0015]如图2所示，在步骤S201中，接收用户设定的脉冲电流从基值向峰值过渡时的波形弧度参数或者波形斜度参数。具体来说，CPU接收用户通过操作面板输入的脉冲电流从基值向峰值过渡时的波形弧度参数或者波形斜度参数。具体来说，当脉冲电流从基值向峰值过渡时的波形为曲线时，该曲线的弧度大小被确定为波形弧度参数；而当脉冲电流从基值向峰值过渡时的波形为线段时，所述线段与基值线段所在平面的夹角的大小被确定为波形斜度参数。
[0016]在本实施例中，波形弧度/斜度参数被设定为1-10。1表示弧度和斜度最小。从1至IJ10，弧度和斜度逐渐增大。10表示斜度和弧度最大。但是本发明不限于此，波形弧度参数也可以直接设定曲线的弧度数，波形斜度参数可以直接设定线段与基值线段所在平面的夹角的度数。
[0017]接着，在步骤S202中，CPU根据接收的波形弧度/斜度参数计算所述主回路IGBT的导通角。具体来说，可以下采用如下公式来计算:
Yn = (Xn+a*Yn_l)/(1+a)
其中，Xn表示预先设定的电流输出值； a表示脉冲电流波形弧度/斜度参数；
Yn-Ι表示上次的电流输出值；
Yn表示本次调整的电流输出值。
[0018]之后，在步骤S203中，CPU根据所计算的IGBT的导通角控制主回路的电流输出。具体来说，CPU根据计算的IGBT的导通角输出驱动信号，来驱动主回路IGBT的导通，从而实现理想的电流输出。
[0019]图3示出了采用上述控制方法获得的脉冲焊接的电流输出波形。与图5所示的现有脉冲焊接的电流输出波形相比，脉冲电流从基值向峰值过渡时的波形(曲线)的弧度很明显。
[0020]对采用上述控制方法的下降特性焊接电源进行脉冲焊接的效果进行验证，得出脉冲电流波形弧度大时，熔深浅，余高大，脉冲电流波形弧度小时，熔深深，余高小。
[0021]此外，通过验证还发现，通过增加脉冲弧度，能够有效降低焊接噪声，提高焊接舒适度。
[第二实施例]
[0022]下面参照图4描述本发明的第二实施例。第二实施例的软件结构、控制方法与第一实施例的相同，在此不再重复描述。以下，仅描述二者的不同之处。第二实施例与第一实施例的不同之处仅在于调整后的脉冲电流波形为梯形。
[0023]图4示出了调整后的脉冲焊接的电流输出波形。在第二实施例中，采用的是波形斜度参数。优选，最终，脉冲电流从基值向峰值过渡时的波形(线段)与基值线段所在平面的夹角的大小小于90度。通过验证发现，其基本上也能获得与第一实施例相同的效果。脉冲电流波形斜度(夹角的度数)大时，熔深深，余高小，脉冲电流波形斜度(夹角的度数)小时，恪深浅，余尚大。
[0024]以上，已参照详细或特定的实施方式，对本发明进行了说明，但本领域技术人员理解，可以在不脱离本发明的思想与范围的前提下进行各种变更及修正。
[工业实用性]
[0025]本发明可以应用到现有的使用脉冲焊接的下降特性焊接电源，其能够根据需要对熔深进行合理的控制调整，有效提高焊接质量。
【主权项】
1.一种下降特性焊接电源，其包括具有IGBT的主回路，其特征在于，还包括: 脉冲电流波形弧度/斜度接收单元，其用于接收用户设定的脉冲电流从基值向峰值过渡时的波形弧度参数或者波形斜度参数； 运算单元，根据接收的所述波形弧度参数或者波形斜度参数计算所述主回路的IGBT的导通角；以及 控制单元，其用于根据所计算的主回路的IGBT的导通角控制所述主回路的电流输出。2.—种下降特性焊接电源的控制方法，所述下降特性焊接电源包括具有IGBT的主回路，所述控制方法包括: 脉冲电流波形弧度/斜度接收步骤，接收用户设定的脉冲电流从基值向峰值过渡时的波形弧度参数或者波形斜度参数； 运算步骤，根据接收的所述波形弧度参数或者所述波形斜度参数计算所述主回路的IGBT的导通角；以及 控制步骤，根据所计算的IGBT的导通角控制所述主回路的电流输出。
【专利摘要】本发明提供一种下降特性焊接电源。所述下降特性焊接电源包括具有IGBT的主回路，其特征在于，还包括：脉冲电流波形弧度/斜度接收单元，其用于接收用户设定的脉冲电流从基值向峰值过渡时的波形弧度参数或者波形斜度参数；运算单元，根据接收的所述波形弧度参数或者波形斜度参数计算所述主回路的IGBT的导通角；以及控制单元，其用于根据所计算的主回路的IGBT的导通角控制所述主回路的电流输出。其能够根据需要对熔深进行控制调整，有效提高焊接质量。
【IPC分类】B23K9/09, B23K9/32
【公开号】CN105234528
【申请号】CN201510610854
【发明人】李松, 王帅, 李文举, 胡家奇, 韩勇, 惠昭
【申请人】唐山松下产业机器有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年9月23日