一種熔化極焊機及其焊接方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及焊機領域，尤其涉及一種熔化極焊機及其焊接方法。
【背景技術】
[0002]傳統的熔化極焊機采用接觸短路起弧，短路起弧時會有火花飛濺的現象，在短路起弧后，在電弧的作用下，焊絲末端形成熔化態的金屬球，如圖1中的(a)所示，此時電弧長度很短，電弧電壓很低，電流很大，電弧溫度低、熔解焊絲的能量大；隨著熔化的焊絲量增大，電弧長度變大，電弧電壓也增大，電弧電流減小，電弧溫度升高，熔解焊絲的能量減少，此時焊絲末端的熔滴在重力作用下，熔滴與焊絲相連的部分形成縮徑，如圖1中的(b)所示；隨著熔化的焊絲量進一步增大，電弧長度更長，電弧電壓更大，電弧溫度更高，縮徑進一步變小，所以縮徑局部的電流密度激增，產生大量的焦耳熱熔化焊絲熔滴，如圖1中的(C)所示；當熔滴達到一定限度，熔滴與焊絲分離，并最終落在母材(需要焊接的焊件)上完成一個完整的焊接周期。
[0003]可見，在傳統熔化極焊機的整個焊接周期過程，電弧長度不斷變換、電弧電壓不斷變換、電弧電流不斷變換、電弧溫度也不斷變換；因此在焊接的過程中，焊絲與母材的熱量分配不可控，從而使得在焊接過程中導致存在著不少焊接缺陷，如焊接飛濺、焊接氣孔、未熔合、夾渣、填絲量不均勻等問題。另外，傳統的熔化極焊機只有單一的直流焊接模式、直流脈沖焊接模式，其應用范圍較窄。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術中的不足，本發明提供一種熔化極焊機及其焊接方法，該熔化極焊機采用高頻高壓起弧方式，沒有短路火花飛濺，同時在焊接過程中，電弧長度以及送絲速度等焊接參數可控，可實現非熔化極焊機的焊接速度以及焊接質量；另外，所述熔化極焊機還具有多種焊接方式。
[0005]本發明是通過以下技術方案實現的:一種熔化極焊機，所述熔化極焊機包括具有同步通信接口的控制系統模塊，電流取樣模塊，電壓取樣模塊，依次連接的電源輸入模塊、直流恒壓模塊、斬波控制模塊、恒流反饋模塊以及焊槍，焊槍上連接有用于推送焊絲的送絲裝置，所述電流取樣模塊的輸入端與所述直流恒壓模塊的輸出端以及焊槍的輸入端均連接，所述電壓取樣模塊的輸入端與所述直流恒壓模塊的輸出端以及焊槍的輸入端均連接，所述電流取樣模塊的輸出端以及電壓取樣模塊的輸出端均與所述控制系統模塊連接；
所述熔化極焊機還包括有高頻高壓起弧模塊，電弧長度反饋模塊以及送絲控制模塊，所述高頻高壓起弧模塊的輸入端與焊槍的輸入端連接，高頻高壓起弧模塊的輸出端與控制系統模塊連接；所述電弧長度反饋模塊串聯連接于所述控制系統模塊的同步通信接口與所述焊槍之間，用于焊接時的電弧長度信息反饋至控制系統模塊；所述送絲控制模塊串聯連接于所述控制系統模塊的同步通信接口與所述送絲裝置之間，用于接收控制系統模塊發出所需的送絲控制信號，并將其轉化成相應的控制信息，以控制所述送絲裝置的送絲速度和/或送絲量。
[0006]優選地，所述電弧長度反饋模塊包括依次連接的電壓獲取模塊、抗干擾模塊以及電弧長度計算模塊；所述電壓獲取模塊與所述焊槍連接，以獲取焊槍工作時的電壓信號；所述抗干擾模塊用于將所述電壓信號中的干擾信號消除，以獲得熔化極焊機焊接時的電弧電壓信息；所述電弧長度計算模塊用于根據獲得的所述電弧電壓信息計算出電弧長度信息，并將其反饋至所述控制系統模塊。
[0007]進一步地，所述熔化極焊機還包括與控制系統模塊連接的人機界面操作及顯示模塊；所述熔化極焊機還包括交直流變換控制模塊，該交直流變換控制模塊串聯連接于所述恒流反饋模塊的輸出端與所述焊槍的輸入端之間。
[0008]優選地，所述交直流變換控制模塊具有輸入正端、輸入負端、第一輸出端以及第二輸出端，所述交直流變換控制模塊包括第一開關模塊、第二開關模塊、第三開關模塊以及第四開關模塊；所述輸入正端、第一開關模塊的輸入端、第一開關模塊的輸出端、第二開關模塊的輸入端、第二開關模塊的輸出端以及所述輸入負端依次連接，所述輸入正端、第三開關模塊的輸入端、第三開關模塊的輸出端、第四開關模塊的輸入端、第四開關模塊的輸出端以及所述輸入負端依次連接；所述第三開關模塊與第四開關模塊的相互連接的一端作為所述第一輸出端，所述第三開關模塊與第四開關模塊的相互連接的一端作為所述第二輸出端。
[0009]進一步地，所述第二輸出端與所述第三開關模塊與第四開關模塊的相互連接的一端之間串聯連接有LC串聯電路。
[0010]本發明提供的熔化極焊機，其焊接方法包括:
所述熔化極焊機利用所述高頻高壓起弧模塊，采用高頻高壓起弧方式進行起弧；
所述電弧長度反饋模塊根據從焊槍中獲取的信號計算出焊接時的電弧長度信息，并將該電弧長度信息反饋至所述控制系統模塊；
所述控制系統模塊計算出所述熔化極焊機所需的送絲量，并根據所需的送絲量發出相應的控制信息至所述送絲控制模塊；
所述送絲控制模塊根據接收到的控制信息，控制所述送絲裝置的送絲速度，以使所述熔化極焊機在一個焊接周期內的電弧長度相同或基本相同。
[0011]優選地，所述電弧長度反饋模塊在計算電弧長度信息時，通過獲取焊槍工作時的電壓信號，然后消除電壓信號中的干擾信號獲得電弧電壓信號，最后通過電弧長度與電弧電壓的正相關關系，計算出電弧長度信息。
[0012]優選地，所述電弧長度反饋模塊將所述電弧長度信息進行比例、積分或微分的調節處理后再將其反饋至所述控制系統模塊。
[0013]本發明提供的熔化極焊機利用自帶的高頻高壓起弧模塊進行起弧，沒有短路火花飛濺，同時在整個焊接周期過程中，電弧長度，焊接電流、送絲速度等焊接參數可控，可實現非熔化極焊機的焊接速度以及焊接質量；另外，所述熔化極焊機還設置有交直流變換控制模塊，使得其具有直流、高頻直流、直流脈沖、高頻直流脈沖、交流、高頻交流、交流脈沖、高頻交流脈沖等多種焊接模式。
【附圖說明】
[0014]附圖1為傳統的熔化極焊機采用接觸短路起弧的示意圖； 附圖2為本發明實施例中所述熔化極焊機的電路原理模塊框圖；
附圖3為本發明實施例中所述熔化極焊機的另一電路原理模塊框圖；
附圖4為本發明實施例中所述電弧長度反饋模塊的原理模塊框圖；
附圖5為本發明實施例中所述交直流變換控制模塊的原理模塊框圖；
附圖6為本發明實施例中所述交直流變換控制模塊的具體電路原理示圖。
【具體實施方式】
[0015]為了便于本領域技術人員的理解，下面結合附圖對本發明作進一步的描述。
[0016]如附圖2所示，一種熔化極焊機，所述熔化極焊機包括具有同步通信接口的控制系統模塊，與控制系統模塊連接的人機界面操作及顯示模塊，電流取樣模塊，電壓取樣模塊，依次連接的電源輸入模塊、直流恒壓模塊、斬波控制模塊、恒流反饋模塊以及焊槍，焊槍上連接有用于推送焊絲的送絲裝置，所述電流取樣模塊的輸入端與所述直流恒壓模塊的輸出端以及焊槍的輸入端均連接，所述電壓取樣模塊的輸入端與所述直流恒壓模塊的輸出端以及焊槍的輸入端均連接，所述電流取樣模塊的輸出端以及電壓取樣模塊的輸出端均與所述控制系統模塊連接；
所述熔化極焊機還包括有高頻高壓起弧模塊，電弧長度反饋模塊以及送絲控制模塊，所述高頻高壓起弧模塊的輸入端與焊槍的輸入端連接，高頻高壓起弧模塊的輸出端與控制系統模塊連接；所述電弧長度反饋模塊串聯連接于所述控制系統模塊的同步通信接口與所述焊槍之