[发明专利]一种MIG/MAG电弧运动轨迹控制方法

说明书

本发明涉及一种MIG/MAG电弧运动轨迹控制方法，包括步骤：1、选择对待控制MIG/MAG电弧具有吸引作用的外加脉冲热源；2、将选择的外加脉冲热源围绕待控制MIG/MAG焊枪横向对称设置；3、调节外加脉冲热源的脉冲参数，对待控制MIG/MAG电弧产生吸引；4、调节外加脉冲热源的输出波形和时域，对待控制MIG/MAG电弧运动轨迹进行接续分时吸引。与现有技术相比，本发明可以更加精确地对焊接熔池形貌、焊接熔池温度梯度、熔滴受力进行干预，具有细化晶粒、改变晶粒结晶方向、减小偏析、抑制气孔等优点，对提升焊缝质量具有重要意义。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其是涉及一种MIG/MAG电弧运动轨迹控制方法。

背景技术

目前焊接时电弧运动轨迹主要包括：1)同步焊枪运动轨迹(摆动焊、旋转焊)，电弧运动轨迹宏观上与焊枪运动轨迹相同，微观上属于随机状态轨迹；2)高能束热源诱导运动轨迹(激光、等离子、电子束)，电弧偏向高能束作用点，电弧稳定性增强；3)电磁控制运动轨迹，通过改变磁场方向或外加磁场控制电弧作用轨迹，可实现电弧的旋转和摆动；4)自由状态轨迹，常规单独电弧焊接电弧，无外加机械、电磁场等控制。

然而，电弧同步焊枪运动轨迹易受焊枪机械运动精度和频率影响，很难实现高频运动，同时电弧只是宏观上定向运动，微观上仍然是随机运动。高能束热源诱导电弧运动轨迹实现了电弧定向作用，也可通过脉冲高能束热源调控电弧偏向高能束热源作用点的频率，但当电弧未偏向高能束热源作用点时，电弧仍属于随机运动。电磁控制电弧运动轨迹虽然可实现电弧的旋转和偏移，但目前应用主要是较低强度的稳恒磁场，导致焊接熔池熔化不对称，无法精确控制电弧轨迹和频率。自由状态电弧轨迹运动随机性较大，抗外界干扰能力差。上述方法都无法实现电弧运动轨迹精确控制。

发明内容

本发明的目的就是提供一种MIG/MAG电弧运动轨迹控制方法，该方法采用控制脉冲输出波形和时域，可实现对MIG/MAG电弧运动轨迹的精确控制。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种MIG/MAG电弧运动轨迹控制方法，该方法包括如下步骤：

S1、选择对待控制MIG/MAG电弧具有吸引作用的外加脉冲热源。

S2、将选择的外加脉冲热源围绕待控制MIG/MAG焊枪横向对称设置。

进一步地，所述外加脉冲热源的个数为偶数个，偶数个外加脉冲热源分两组横向对称围绕在MIG/MAG焊枪两侧。外加脉冲热源的数量可采用2个、4个或6个。在对MIG/MAG焊枪的电弧运动轨迹进行控制时，MIG/MAG焊枪设于母材的焊缝中心线的正上方，外加脉冲热源分两组横向对称设于母材的焊缝的中心线两侧，且各外加脉冲热源分布在以MIG/MAG焊枪与母材交点为圆心的圆周上。

S3、调节外加脉冲热源的脉冲参数，对待控制MIG/MAG电弧产生吸引。调节外加脉冲热源的脉冲参数包括峰值功率、基值功率、脉冲宽度和脉冲频率。

进一步地，所述峰值功率的调节范围为1.5-6.0kW，所述脉冲宽度的调节范围为1-30ms，所述基值功率的调节范围为0-6.0kW，所述脉冲频率的调节范围为20-500Hz。采用上述调节参数可实现外加脉冲热源对电弧分时吸引，并适用于上述三种热源数量。

S4、调节外加脉冲热源的输出波形和时域，对待控制MIG/MAG电弧运动轨迹进行接续分时吸引。所述外加脉冲热源的输出波形为矩形。具体操作为：

将N个脉冲热源的脉冲波形选择矩形，N＝2,4,6，调节各脉冲热源的峰值功率，使其取值相同，且均在1.5-6.0kW范围内；调节各脉冲热源的基值功率，使其取值相同，且均在0-0.6kW范围内；调节各脉冲热源的脉冲宽度，使其取值相同，且均在1-30ms范围内；调节各脉冲热源的脉冲周期，使其取值相同，且占空比为1/N；调节各脉冲热源的输出时域点，使各个外加脉冲热源输出时域点的时域依次相差1/N个脉冲周期。