双丝焊机的控制方法与流程

本公开涉及熔化极电弧焊领域，具体而言，涉及一种双丝焊机的控制方法。

背景技术：

近年来,航空航天、交通运输、海洋工程等工业的发展,极大地推动了焊接技术的发展。伴随着产品、材料、使用条件的多种多样,对焊接质量的要求越来越高,因此如何用优质、高效的焊接技术来满足当前的需要,是焊接工作者面临的任务。提高焊接生产效率和焊接质量、实现焊接自动化生产、减少焊接缺陷成为实际生产的迫切要求。焊接生产率的提高主要有两个方面:一是薄板焊接时焊接速度的提高；二是中、厚板焊接时熔敷率的提高。双丝焊因具有焊接速度高、焊丝熔敷率高、焊缝质量好等优点而受到各国焊接学者的关注,因此其应用越来越广泛,对其研究也越来越多。

双丝高效化焊接既可实现高速焊接,又可实现高熔敷率焊接,也就是既可以在薄板结构,也可以在厚大结构的产品方面发挥作用。双丝焊除了高效和节能外还可以较大幅度调整焊缝的熔合比和宽深比,以改变焊缝的成分和结晶状况来减少焊接高强钢和堆焊高合金层时极易产生的裂纹倾向,同时也可减少焊接时的气孔和夹渣倾向。

现有的双丝焊控制方式主要是pfm(pulsefrequencymunition，脉冲频率调制)调节或者是pfm和pam(pulseamplitudemodulation，脉幅调制)共同调节，频率变化剧烈，周期t变化较大，存在两个脉冲重叠的可能，图1示出了双丝焊机的第一和第二焊接电流a和b的脉冲时序图，其中avg_v计算周期为计算双丝焊机的第一或第二焊接电源的周期平均电压的时间区间，如图1所示，当脉冲阶段重叠时，两个电弧之间产生干扰，熔池振荡剧烈，易产生飞溅，并且会影响焊道的成型。

因此，设计一种新的双丝焊机的控制方法是目前亟待解决的技术问题。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种双丝焊机的控制方法，进而解决双丝焊过程中两个电弧的相互影响及干扰，通过pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制，简称脉宽调制)控制调节脉冲峰值阶段时间，保证脉冲周期不变，通过i/o口控制两组脉冲有一定的相位差，脉冲输出时两组脉冲的峰值段交错输出，避免出现脉冲峰值同时输出的现象发生。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得清晰，或者部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一实施方式，公开一种双丝焊机的控制方法，所述双丝焊机具有分别输出第一和第二焊接电流的第一和第二焊接电源，所述控制方法包括；

通过脉宽调制控制所述第一和第二焊接电流的脉冲；

控制所述第一和第二焊接电流的脉冲的输出时机，使得所述第一和第二焊接电流的脉冲周期保持一致；以及

使得所述第一和第二焊接电流的脉冲具有一固定的相位差。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述使得所述第一和第二焊接电流的脉冲具有一固定的相位差包括；使得所述第一和第二焊接电流的脉冲的上升沿触发点的相位具有所述固定的相位差。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述使得所述第一和第二焊接电流的脉冲具有一固定的相位差包括；使得所述第一和第二焊接电流的脉冲的脉冲峰值阶段相互错开。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述使得所述第一和第二焊接电流的脉冲具有一固定的相位差包括；所述第二焊接电流脉冲在当前周期中的上升沿触发点的相位不早于所述第一焊接电流脉冲在当前周期中的下降沿结束点的相位，且所述第二焊接电流脉冲在当前周期中的下降沿结束点的相位不晚于所述第一焊接电流脉冲在下一周期中的上升沿触发点的相位。

在本公开的一种示例性实施方式中，通过所述双丝焊机的输入/输出接口控制所述第一和第二焊接电流的脉冲的输出时机。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述控制方法还包括：

计算所述第一或第二焊接电源的周期平均电压，通过反馈所述周期平均电压与预定电压的偏差实时调整下下周期中的所述周期平均电压。

在本公开的一种示例性实施方式中，其中计算所述周期平均电压的时间区间为当前周期中脉冲峰值阶段的结束点到下一周期中脉冲峰值阶段的结束点。

在本公开的一种示例性实施方式中，通过调整下下周期中所述第一或第二焊接电流的脉冲的脉冲峰值阶段的时间来调整所述下下周期中的所述周期平均电压。

根据本公开的一些示例性实施方式的方法，通过pwm脉宽调制控制调节脉冲峰值阶段时间，保证脉冲周期不变，通过控制两组脉冲有一定的相位差，脉冲输出时两组脉冲的峰值段交错输出，避免出现脉冲峰值同时输出的现象发生，从而避免了两个电弧之间产生干扰而造成的熔池振荡剧烈、易产生飞溅以及影响焊道的成型的不利影响。

根据本公开的一些示例性实施方式的控制方法，通过只改变峰值持续时间来进而改变周期平均电压，可以实现平稳地调整周期平均电压，保证脉冲周期不变，不会像现有调整方式那样会导致频率和周期的剧烈变化进而增加两个脉冲重叠的可能。

根据本公开的一些示例性实施方式的控制方法，通过将当前周期中脉冲峰值阶段的结束点到下一周期中脉冲峰值阶段的结束点的时间间隔作为计算周期平均电压的时间区间，从而能够在下下周期内准确而又实时的调整电压达到定电圧控制。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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获得其他的附图。

图1示出现有技术中双丝焊机控制方法的时序图。

图2示出根据本公开示例实施方式的一双丝焊机的控制方法的流程图。

图3示出根据本公开示例实施方式的一双丝焊机的控制方法的时序图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。

需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能会夸大层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间唯一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。

本公开提供一种双丝焊机的控制方法，所述双丝焊机具有分别输出第一和第二焊接电流的第一和第二焊接电源，所述控制方法包括；通过脉宽调制控制所述第一和第二焊接电流的脉冲；控制所述第一和第二焊接电流的脉冲的输出时机，使得所述第一和第二焊接电流的脉冲周期保持一致；以及使得所述第一和第二焊接电流的脉冲具有一固定的相位差。通过pwm脉宽调制控制调节脉冲峰值阶段时间，保证脉冲周期不变，通过控制两组脉冲有一定的相位差，脉冲输出时两组脉冲的峰值段交错输出，避免出现脉冲峰值同时输出的现象发生，从而避免了两个电弧之间产生干扰而造成的熔池振荡剧烈、易产生飞溅以及影响焊道的成型的不利影响。此外，通过只改变峰值持续时间来进而改变周期平均电压，可以实现平稳地调整周期平均电压，保证脉冲周期不变，不会像现有调整方式那样会导致频率和周期的剧烈变化进而增加两个脉冲重叠的可能。同时，通过将当前周期中脉冲峰值阶段的结束点到下一周期中脉冲峰值阶段的结束点的时间间隔作为计算周期平均电压的时间区间，从而能够在下下周期内准确而又实时的调整电压达到定电圧控制。

下面结合图2-3对本公开的双丝焊机的控制方法进行详细说明，其中，图2示出根据本公开示例实施方式的一双丝焊机的控制方法的流程图；图3示出根据本公开示例实施方式的一双丝焊机的控制方法的时序图。其中图3示出了用本公开的双丝焊机的控制方法进行控制的双丝焊机的第一和第二焊接电流a和b的脉冲时序图，其中所述双丝焊机具有分别输出第一和第二焊接电流的第一和第二焊接电源，avg_v计算周期为计算双丝焊机的第一或第二焊接电源的周期平均电压的时间区间，t为脉冲周期，t1为脉冲上升沿的时间而isl1为脉冲上升沿的斜率，t2为脉冲峰值阶段的时间，t3为脉冲下降沿的时间而isl2为脉冲下降沿的斜率。

如图2所示，在s202，通过脉宽调制控制所述第一和第二焊接电流的脉冲。现有的双丝焊控制方式主要是pfm(pulsefrequencymunition，脉冲频率调制)调节或者是pfm和pam(pulseamplitudemodulation，脉幅调制)共同调节，频率变化剧烈，周期变化较大，存在两个脉冲重叠的可能。而本公开示例实施方式的控制方法通过pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制，简称脉宽调制)控制调节第一和第二焊接电流的脉冲，能保证脉冲周期不变。

在s204，控制所述第一和第二焊接电流的脉冲的输出时机，使得所述第一和第二焊接电流的脉冲周期保持一致，也就是两组脉冲的上升沿触发点的相位保持不变。可以通过所述双丝焊机的输入/输出接口即i/o口控制所述第一和第二焊接电流的脉冲的输出时机，但本公开不限于此，也可以通过其他方式进行控制。

在s206，使得所述第一和第二焊接电流的脉冲具有一固定的相位差。使得所述第一和第二焊接电流的脉冲的上升沿触发点的相位具有固定的相位差，如图3所示，即电流a的脉冲峰值阶段和电流b的脉冲峰值阶段刚好相互错开，且随着送丝量的不同相位差可调，每组脉冲均为满足周期t了就结束本周期，保证两组脉冲的峰值阶段不重叠，进而减小两个电弧相互之间的影响，避免了峰值阶段脉冲重合时对熔池的冲击。例如，电流a的脉冲的脉冲峰值阶段的时间t2为3ms(毫秒)，则电流b的脉冲的上升沿触发点则设定为4或5ms，从而保证两组脉冲的峰值阶段不重叠。

进一步地，如图3所示，在本公开的一种示例性实施方式中，所述使得所述第一和第二焊接电流的脉冲具有一固定的相位差包括；所述第二焊接电流脉冲在当前周期中的上升沿触发点的相位不早于所述第一焊接电流脉冲在当前周期中的下降沿结束点的相位，且所述第二焊接电流脉冲在当前周期中的下降沿结束点的相位不晚于所述第一焊接电流脉冲在下一周期中的上升沿触发点的相位。也就是说，两组脉冲在时间上完全没有任何叠之处(而不仅仅是峰值阶段不重叠)。

在本公开的一种示例性实施方式中，所述控制方法还包括：计算所述第一或第二焊接电源的周期平均电压，通过反馈所述周期平均电压与预定电压(通常为20伏左右)的偏差实时调整下下周期中的所述周期平均电压。通过反馈平均电压avg_v与设定电压的偏差实时调整下下周期的峰值时间t2，达到定电压的控制，稳定弧长。其中计算所述周期平均电压的时间区间为当前周期中脉冲峰值阶段的结束点到下一周期中脉冲峰值阶段的结束点，即如图3中所示的avg_v计算周期。而目前应用最多的是计算周期t内的平均电压值作为反馈，该方法有不足之处，只能根据前一个或者前几个脉冲周期内的平均电压值预估下一个脉冲周期的平均电压值，进而改变峰值时间以达到调整目的，不能在下一周期内准确而又实时的调整电压达到定电圧控制，本公开所采用的上述周期平均电压计算方法能够很好地弥补现有控制技术的不足，能在下下周期内准确而又实时的调整电压达到定电圧控制。

在本公开的一种示例性实施方式中，保持两组脉冲周期t、第一斜率sl1和第二斜率isl2两条斜率不变，只改变下下周期中所述第一或第二焊接电流的脉冲的脉冲峰值阶段的时间进而改变所述下下周期中的所述周期平均电压。通过只改变峰值持续时间来进而改变周期平均电压，可以实现平稳地调整周期平均电压，保证脉冲周期不变，不会像如图1中所示的现有调整方式那样会导致频率和周期的剧烈变化进而增加两个脉冲重叠的可能。

在上述方法的基础上，本公开示例实施方式的双丝焊机的控制方法可以控制两组脉冲保持一定的相位差交错输出，使脉冲峰值阶段互不干扰，就大大降低了脉冲阶段电弧对熔池的冲击，进而减小了由于熔池剧烈翻滚导致短路的发生，短路减少飞溅就大大减小，电弧就能稳定的燃烧，有利于焊接成型，最终在提高效率的同时保证了焊接质量。

通过以上的详细描述，本领域的技术人员易于理解，根据本公开实示例性实施方式的双丝焊机的控制方法具有以下优点中的一个或几个。

根据本公开的一些示例性实施方式的方法，通过pwm脉宽调制控制调节脉冲峰值阶段时间，保证脉冲周期不变，通过控制两组脉冲有一定的相位差，脉冲输出时两组脉冲的峰值段交错输出，避免出现脉冲峰值同时输出的现象发生，从而避免了两个电弧之间产生干扰而造成的熔池振荡剧烈、易产生飞溅以及影响焊道的成型的不利影响。

根据本公开的一些示例性实施方式的控制方法，通过只改变峰值持续时间来进而改变周期平均电压，可以实现平稳地调整周期平均电压，保证脉冲周期不变，不会像现有调整方式那样会导致频率和周期的剧烈变化进而增加两个脉冲重叠的可能。

根据本公开的一些示例性实施方式的控制方法，通过将当前周期中脉冲峰值阶段的结束点到下一周期中脉冲峰值阶段的结束点的时间间隔作为计算周期平均电压的时间区间，从而能够在下下周期内准确而又实时的调整电压达到定电圧控制。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。