[发明专利]埋弧焊熔池能量补偿电路

说明书

本发明公开了一种埋弧焊熔池能量补偿电路，同时具有电流反馈及电压反馈，并同时具有电压反馈的电压运算单元及电流反馈的电流运算单元，电流运算单元输出的第一运算结果电压信号不直接进入焊机功率单元，而是进入电压运算单元，电压运算单元将第一运算结果电压信号同反馈的电压采样信号进行微分或比例微分运算，输出第二运算结果电压信号再控制焊机功率单元。该埋弧焊熔池能量补偿电路，使埋弧焊机不仅能焊接电压稳定时保持输出恒流特性，而且在焊接电压变化时，能实时响应电压变化速度调整焊接电流，在焊接电压剧烈变化时表现出较好的电弧能量补偿特性，电压调节范围相对较宽，焊接电压设置较低时电弧能量也能得到补偿。

技术领域

本发明涉及埋弧焊机，特别涉及一种埋弧焊熔池能量补偿电路。

背景技术

埋弧焊(含埋弧堆焊及电渣堆焊等)是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。

埋弧自动焊过程：焊剂由漏斗流出后，均匀地堆敷在装配好的工件上，焊丝由送丝机构经送丝滚轮和导电嘴送入焊接电弧区。焊接电源的两端分别接在导电嘴和工件上。送丝机构、焊剂漏斗及控制盘通常都装在一台小车上以实现焊接电弧的移动。焊接过程中，在工件被焊处覆盖着一层30～50mm厚的粒状焊剂，连续送进的焊丝在焊剂层下与焊件间产生电弧，电弧的热量使焊丝、工件和焊剂熔化，形成金属熔池，使它们与空气隔绝。随着焊机自动向前移动，电弧不断熔化前方的焊件金属、焊丝及焊剂，而熔池后方的边缘开始冷却凝固形成焊缝，液态熔渣随后也冷凝形成坚硬的渣壳。

目前恒流埋弧焊机输出特性控制方式如图1、图2所示，VIg是给定电流正比参考电压信号，VIfb为反馈电流正比电压信号，VIg与VIfb进行比例积分(PI)或比例积分微分(PID)运算)，运算结果VIo控制焊机功率单元的输出电流，控制焊机功率单元的输出电流与运算结果VIo正相关，实现焊机功率单元恒流输出。

目前埋弧焊机输出特性分为恒压特性和恒流特性，恒压特性主要应用于细丝埋弧焊接，恒流特性主要应用于粗丝埋弧焊接。

恒流埋弧焊焊接时，焊机输出电流恒定不变，电弧电压调节靠送丝电机送丝速度快慢来完成。在焊接时，送丝速度会根据电弧电压实时调节，电压升高时送丝速度加快，电压降低时送丝速度变慢，以达到稳定电压的目的，因此称为变速送丝。

焊机输出恒流特性与送丝电机的变速送丝结合可以使埋弧焊焊接粗丝时有较好的焊接效果。但是受限于送丝电机的惯性，焊接电压变化时，送丝电机无法实时响应电压变化速度，只能控制电压波动在一定范围内。鉴于此现有技术焊接时，电压调节范围相对较窄，尤其是电压设置较低时，会出现熔池温度不均匀焊缝成形差，甚至焊接不稳定等情况。因此导致埋弧焊调节范围窄应用受限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种埋弧焊熔池能量补偿电路，使埋弧焊机不仅能焊接电压稳定时保持输出恒流特性，而且在焊接电压变化时，能实时响应电压变化速度调整焊接电流，在焊接电压剧烈变化时表现出较好的电弧能量补偿特性，电压调节范围相对较宽，焊接电压设置较低时电弧能量也能得到补偿，也不会出现熔池温度不均匀而导致焊缝成形差或者焊接不稳定等情况。

为解决上述技术问题，本发明提供的埋弧焊熔池能量补偿电路，其包括参考电压输出单元、电流运算单元、电压运算单元、电压反馈单元、电流反馈单元及焊机功率单元；

所述参考电压输出单元，用于输出给定电流的正比参考电压信号VIg到所述电流运算单元的第二输入端；

所述电压反馈单元，用于将焊机功率单元的输出端的电压采样信号Vfb输出到所述电压运算单元第一输入端；

所述电流反馈单元，用于将焊机功率单元的输出端的电流采样转换为正比电压信号VIfb输出到所述电流运算单元第一输入端；