[其他]推拉短路过渡焊接的电流调幅方法及其装置

说明书

本方法和装置用于ＣＯ_２气体保护焊接。本方法利用推拉脉动送丝中电弧燃烧和熔滴过渡的周期变化实际上是由送丝相位所决定的这一特点，通过与送丝马达同轴的换向器（６）的旋转使串联在焊接回路中的电阻Ｒ接入或被短路，使电流随送丝相位而改变。这种方法较一般不断检测焊接过程参数，迅速反应的调幅方法设备简单，效果可靠。结合推拉短路过渡焊接中短路电流可极大地降低而不致延长短路时间恶化焊接过程的特点，可使短路飞溅大为减少。

本电流调幅方法及其装置用于CO₂气体保护焊接。

在CO₂焊接中，飞溅过大是一个严重的缺点。大量科研工作结果已证明降低飞溅最有效的办法是减少短路开始和结束这两个危险时刻的电流。减少开始瞬间的电流可以防止熔滴在刚接触熔池时电流突然增加，在接触处发生爆炸而把熔滴整个弹出，成为飞溅。减少结束阶段的电流可使最后阶段联结焊丝与熔池的液态金属小桥不致因加热过猛而爆炸。为了达到准确及时地改变电流的目的，苏联“焊接生产”杂志80年第6期宾丘克等人对焊接过程进行连续的检测，根据检测结果通过控制系统对电流进行调幅。例如当电弧电压突然下降接近于零，说明此时发生了短路，立即降低电流。当短路电压降逐渐上升，达到相当数值，说明此时焊丝与熔池间的液桥已变得很细，电阻较大，也立即降低电流，这种根据过程状态参数不断检测及时反映的做法要求有灵敏的传感元件和快速的执行机构，设备相当复杂。尽管如此，由于熔滴过渡的无规律性，往往仍有相当一部分的熔滴未能被控制住。

脉动送丝使熔滴过渡变得很有规律。王其隆等人在84年杭州国际焊接会议文集Ⅻ-Ⅰ中指出在脉动送丝中降低短路电流能有效地降低飞溅，但当短路电流降低过多时，短路时间会过分延长，燃弧时间相对缩短，电弧加热过程恶化。

本文作者提出的推拉脉动送丝使短路时间与包括短路电流在内的焊接规范脱离关系。由送丝机所决定的焊丝迅速准确的前进后退运动，使短路电流可降低到只要小桥断开后电弧还能重新引燃即可，而完全不必考虑一般为熔滴迅速过渡所需要的电磁收缩力是否足够。

考虑到推拉脉动送丝过程中电弧燃烧和熔滴过渡的周期变化实际上是由送丝的周期变化也即送丝相位所决定的，而送丝相位又是由马达的旋转位置所决定的，因此在这种情况下可以不必连续检测电弧的状态参数，而只要根据焊丝运动状态，也就是送丝相位来进行电流调幅就能做到与电弧燃烧及熔滴过渡准确可靠的协调。例如当焊丝开始前进不久就降低电流，当焊丝已后退相当距离后，才恢复正常电流。这样做就一定能把整个短路过程，其中包括了短路开始和结束这二个产生飞溅的危险时刻，都可靠地包括在电流调幅范围内，避免了偶然失控的可能。

本发明的目的即在于利用推拉脉动送丝过程的特点根据送丝相位对焊接电流进行深度调幅，达到减少短路飞溅的目的。这种方法较一般不断检测迅速反应的调幅方法设备简单，效果可靠。

根据送丝相位进行电流调幅可以有两种实现方式：一种是从送丝马达轴上取得讯号，用这个讯号来控制另一执行机构，使焊接回路电流发生改变。另一种是由与马达同轴的装置，直接对电流进行调幅。前一种方法可以把一个带有小孔的圆盘直接装在马达轴上，光线的通过或切断使串联在焊接回路中的可控硅导通或关断，使与其并联的电阻R接入于回路中或被短路。考虑到CO₂焊接是一种量大面广的焊接方法，可控硅的关断不是一件很容易的事，比较起来后一种装置比较简便可靠，因此被选作本调幅方法的实施例。