[发明专利]自动设置MIG/MAG焊接的焊接参数的方法和用于执行所述方法的控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动设置MIG/MAG焊接的焊接参数的方法。本发明还涉及一种焊接方法，其被细分成执行焊接测试以导出焊接参数的参数设置焊接操作，和基于参数设置焊接操作期间所导出的焊接参数的后续焊接操作。本发明还涉及一种被配置用来执行所述方法的控制器。

背景技术

MIG/MAG焊接是一种其中电极被持续送往工件的焊接过程。电源产生焊接电压和焊接电流。在焊接过程期间，主要通过由电源产生的电弧加热工件。部分通过电极中随着焊接电流流动通过电极伸出部分而产生的电力，且部分通过由电弧本身产生的热来加热电极。电极伸出部分是自由焊丝端与接触尖端之间出现过渡到电极的电流的焊丝的一部分。焊接过程的基本控制旨在实现对应于电极馈送速度的电极熔化速度。焊接过程的另一个基本控制是实现在可取的金属过渡模式中操作焊接过程。控制的其它目的（例如）可以是影响传递到工件的热量。

在三个基本金属过渡模式的一个中发生MIG/MAG焊接。在短弧焊接中，通过短路熔滴而发生从电极到工件的材料运输。在图2中示意地公开短弧焊接过程。因为所述过程由交替电弧和短路熔滴的过渡组成，所以电极与工件之间的平均电压变低，且因此到基材的热传递将保持适度。

当所供应的电力增加时，一个进入混合电弧区，此处通过短路熔滴和非短路熔滴的混合物而发生材料运输。引起难以控制的不稳定电弧，其具有许多焊接飞溅物和焊接烟雾的风险。通常在这个区中避免焊接。

在足够高的供应电力下，过程进入喷射区，此处通过没有短路的精细分散的小熔滴而发生材料运输。飞溅物的量明显比短弧焊接中少。供应到基材的热将在此更大，且所述方法主要适合于更厚的工件。

在喷射区中，通过使用控制电源的先进控制器，脉冲焊接是可能的。在脉冲焊接中，控制器控制焊接电流的波形以确保一个接一个地适当掐断熔滴。每个脉冲分离一个熔滴，且熔滴变得足够小而不会短路。这种方法导致从喷射区以低焊接飞溅物的形式的优点而没有较大热传递的缺点。

焊接电源可由其静态特性和动态特性来描述。电源的静态特性描述在恒定负载条件下输出电压如何取决于输出电流。电源的动态特性描述在变化负载条件下输出电压如何取决于输出电流。

经常在静态电压-电流图（U-I图）中呈现焊接能源的静态特性。可在电压对时间的图以及电流对时间的图中，或随着加工点移动而在时间上评估的电压对电流的图中呈现动态特性。

焊接能源的静态特性和动态特性均影响焊接过程。由于静态特性与动态特性之间的相互干扰，所述过程的最优化较困难。

焊接机器中电源的静态特性必须适合焊接过程所选择的金属过渡模式。适合短弧焊接的MIG/MAG机器被视作具有略微减小特性的恒定电压源，每100A通常是3V。这可对比于TIG焊接机器，在TIG焊接机器中取而代之电流是恒定的。

在不太成熟的焊接机器中具有电极馈送速度的设置旋钮和从焊接机器中的焊接变压器选择若干电压出口的一个的设置旋钮。这可被控制用于产生焊接电压的晶闸管上的点火角的轮所取代。在现代变极机器中，焊接电压可以以较大精度控制。对比于具有晶闸管或需要适合每个焊接方法和焊接情况的步骤控制的变压器的其它电源构造，具有开关模式电源和微处理器控制的晶体管的现代变极器技术提供静态特性和动态特性两者的更快和更精确的控制。

对于焊接操作者来说，针对特定电极速度选择适当的电压参考值可能较困难，因为适当参考值取决于如电极材料、电极尺寸和保护气体类型的这些因素。现今的焊接机器中通常包括在焊接机器的控制计算机中以适当焊接参数的形式针对上文提及的影响因素值的不同组合（所谓的协同作用线）体验各种电极馈送速度。对于影响因素的所有组合生产这类线表示以测试焊接和文档整理形式的大量工作。此外，电极质量可能在不同的递送之间变化，且因此导致先前测试的协同作用线不再运作。此外，现在在没有指定气体组合物的情况下用供应商的特定名称销售保护气体。这也导致适合于所有焊接情况的具有预定量的协同作用线上的问题。即使随后重复明显相同的焊接情况也并不总是成功，因为气体的组合物或焊接电极可能已在没有注意到的情况下被制造商改变。显然，当焊接新的批次时这会导致棘手的不确定性。

发明内容

本发明的目的是通过减少开始焊接过程时必须考虑的因素的数量而促进不同焊接情况的焊接。

通过根据权利要求1的自动设置MIG/MAG焊接的焊接参数的方法来实现这个目的。