三丝焊接装置及方法与流程

1.本发明涉及双丝熔化极气保护焊接技术领域，特别涉及一种三丝焊接控制装置及方法。


背景技术：

2.双丝气体保护焊接方法由于其较大的熔敷效率、较高的焊接速度以及其稳定的焊接过程和良好的焊接性能，越来越受到行业的认可，得到广泛应用，尤其在工程机械行业，双丝焊替代单丝焊，其效率提高两倍以上。
3.但是双丝焊接也有其明显的劣势，一方面由于两根焊丝间距较小，一般在5-20mm之间，虽然有相应的错相位方案，用以降低两个电弧之间干扰，但是不能将干扰完全消除，两个电弧的相互作用仍然会造成熔池震荡，影响焊缝成形。另一方面由于两个电弧同时作用在熔池之上，电弧本身温度高达5000-6000度以上，焊接热输入量过大，使熔池过热，会造成焊缝晶粒粗大等一系列的不良影响。比如在不锈钢焊接过程中，双丝焊接由于过大的热输入，造成合金元素烧损严重，导致焊缝耐腐蚀性能下降，影响焊件的焊后使用性能。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种提高焊接质量的三丝焊接装置及方法。
5.为达到上述目的，本发明提供了一种三丝焊接装置，其包括：
6.主丝、主丝送丝机和主焊接电源，所述主丝送丝机的一端与所述主丝相连，所述主丝送丝机的另一端与所述主焊接电源相连；
7.从丝、从丝送丝机和从焊接电源，所述从丝送丝机的一端与所述从丝相连，所述从丝送丝机的另一端与所述从焊接电源相连；
8.填丝和填丝送丝机，所述填丝送丝机的一端与所述填丝相连，所述填丝送丝机的另一端与所述主焊接电源相连；
9.其中，所述主焊接电源的输出脉冲波形和所述从焊接电源的输出脉冲波形之间的相位差为180度；
10.所述主丝和所述从丝沿焊接方向前后分布，所述填丝和所述从丝位于同一熔池内。
11.具体实施例中，沿焊接方向，所述填丝位于所述主丝和所述从丝之间或者位于所述从丝之后。
12.具体实施例中，所述主焊接电源包括第一通信模块，用于向所述从焊接电源传输所述主焊接电源的焊接参数；
13.所述从焊接电源包括第二通信模块，所述第二通信模块用于接收所述第一通信模块传输的所述主焊接电源的焊接参数。
14.具体实施时，为了进一步提高焊接质量，该三丝焊接装置还包括：
15.填丝加热模块，所述填丝加热模块与所述填丝相连，用于对所述填丝进行加热。
16.同样地，具体实施例中的三丝焊接装置还包括：
17.填丝抽拉震动模块，所述填丝抽拉震动模块与所述填丝相连，用于带动所述填丝反复抽拉和震动。
18.本发明还提供一种应用上述三丝焊接装置的三丝焊接方法，用以提高焊接质量，其包括：
19.读取主焊接电源的焊接参数和主丝送丝机的送丝速度；
20.根据所述焊接参数，控制从焊接电源的输出脉冲周期；
21.根据主丝送丝机的送丝速度，控制填丝送丝机的送丝速度；
22.进行焊接。
23.具体地，所述焊接参数至少包括主焊接电源的输出脉冲周期；
24.根据所述焊接参数，控制从焊接电源的输出脉冲周期，包括：
25.利用第二通信模块接收第一通信模块传输的主焊接电源的输出脉冲周期；
26.根据主焊接电源的输出脉冲周期，控制从焊接电源的输出脉冲周期，使得主焊接电源的输出脉冲和从焊接电源的输出脉冲之间的相位差为180度。
27.具体实施例中，根据主丝送丝机的送丝速度，控制填丝送丝机的送丝速度，包括：
28.按照如下公式，根据主丝送丝机的送丝速度，确定填丝送丝机的送丝速度：
[0029]v1
＝av2 bv c
[0030]
其中，v1表示填丝送丝机的送丝速度；v表示主丝送丝机的送丝速度；a、b、c为计算系数。
[0031]
为了进一步提高焊接质量，具体实施例中的三丝焊接方法，还包括：
[0032]
在焊接过程中，利用填丝加热模块，对填丝进行加热。
[0033]
另一具体实施例中，还包括：
[0034]
在焊接过程中，利用填丝抽拉震动模块，带动填丝反复抽拉和震动。
[0035]
本发明实施例中，设置主丝、主丝送丝机和主焊接电源，主丝送丝机的一端与主丝相连，主丝送丝机的另一端与主焊接电源相连；设置从丝、从丝送丝机和从焊接电源，从丝送丝机的一端与从丝相连，从丝送丝机的另一端与从焊接电源相连；设置填丝和填丝送丝机，填丝送丝机的一端与填丝相连，填丝送丝机的另一端与主焊接电源相连；主焊接电源的输出脉冲波形和从焊接电源的输出脉冲波形之间的相位差为180度；主丝和从丝沿焊接方向前后分布，填丝和从丝位于同一熔池内。通过采用双电弧双丝外加填丝的组合方式进行焊接，且主丝和从丝在焊接方向上呈前后分布，即串列分布，输出脉冲波形之间相位相差180度，即两电弧间采用错相位的方式进行焊接，尽量保证两丝之间的焊接干扰最小，而外加的填丝能够增加填充量，靠熔池热量熔化焊丝，避免熔池过热，从而提高焊接质量。
附图说明
[0036]
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
[0037]
图1是本发明实施例的三丝焊接装置的结构示意图；
[0038]
图2是本发明具体实施例的三丝焊接效果示意图；
[0039]
图3是本发明实施例的三丝焊接方法的实现过程示意图；
[0040]
图4是本发明具体实施例中步骤302的实现过程示意图；
[0041]
图5是本发明具体实施例中三丝焊接方法的实现过程示意图；
[0042]
图6是本发明另一具体实施例中三丝焊接方法的实现过程示意图。
具体实施方式
[0043]
下面通过附图和实施例对本技术进一步详细说明。通过这些说明，本技术的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0044]
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0045]
此外，下面所描述的本技术不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
[0046]
为了解决现有技术中双丝焊接品质不高的问题，本发明实施例提供了一种三丝焊接装置，用以提高焊接质量，该装置如图1所示，包括：
[0047]
主丝100、主丝送丝机110和主焊接电源120，主丝送丝机110的一端与主丝100相连，主丝送丝机110的另一端与主焊接电源120相连；
[0048]
从丝200、从丝送丝机210和从焊接电源220，从丝送丝机210的一端与从丝200相连，从丝送丝机210的另一端与从焊接电源220相连；
[0049]
填丝300和填丝送丝机310，填丝送丝机310的一端与填丝300相连，填丝送丝机310的另一端与主焊接电源120相连；
[0050]
其中，主焊接电源120的输出脉冲波形和从焊接电源220的输出脉冲波形之间的相位差为180度；
[0051]
主丝100和从丝200沿焊接方向前后分布，填丝300和从丝200位于同一熔池内。
[0052]
具体实施例中，设置主丝100、主丝送丝机110和主焊接电源120，主丝送丝机110的一端与主丝100相连，主丝送丝机110的另一端与主焊接电源120相连；设置从丝200、从丝送丝机210和从焊接电源220，从丝送丝机210的一端与从丝200相连，从丝送丝机210的另一端与从焊接电源220相连；设置填丝300和填丝送丝机310，填丝送丝机310的一端与填丝300相连，填丝送丝机310的另一端与主焊接电源120相连；主焊接电源120的输出脉冲波形和从焊接电源220的输出脉冲波形之间的相位差为180度；主丝100和从丝200沿焊接方向前后分布，填丝300和从丝200位于同一熔池内。通过采用双电弧双丝外加填丝300的组合方式进行焊接，且主丝100和从丝200在焊接方向上呈前后分布，即串列分布，输出脉冲波形之间相位相差180度，即两电弧间采用错相位的方式进行焊接，尽量保证两丝之间的焊接干扰最小，而外加的填丝300能够增加填充量，靠熔池热量熔化焊丝，避免熔池过热，从而提高焊接质量。
[0053]
具体实施例中，主丝100是指双丝焊接时，沿焊接方向最前方的主要焊丝，例如，焊接方向为从右至左，则最左侧的焊丝即为主丝100。从丝200是指双丝焊接时，主丝100后面的从属焊丝。主丝100和从丝200位于同一熔池，二者之间的间距一般为8mm-15mm。主焊接电源120是指主丝100对应的焊接电源，从焊接电源220是指从丝200对应的焊接电源，为了避免主丝100和从丝200之间的电弧相互干扰，主焊接电源120的输出脉冲波形和从焊接电源220的输出脉冲波形之间的相位差为180度，以使得两个电弧能够以错相位方式焊接，避免
熔池震荡影响焊缝成形的问题。
[0054]
为了确保两个焊接电源输出的脉冲波形的相位能够完全错开，具体实施例中，主焊接电源120包括第一通信模块，用于向从焊接电源220传输主焊接电源120的焊接参数；从焊接电源220包括第二通信模块，用于接收第一通信模块传输的主焊接电源120的焊接参数，以实现主焊接电源120和从焊接电源220之间的通信。具体实施例中，第二通信模块还可以用于向主焊接电源120传输从焊接电源220的焊接参数，第一通信模块还可以用于接收第二通信模块传输的从焊接电源220的焊接参数，以实现二者之间的互相通信，本实施例在此不做限定。
[0055]
而填丝300作为填充焊丝，不连接焊接电源，仅填丝送丝机310与主焊接电源120相连，由主焊接电源120来控制填丝300的送丝速度。且填丝300和从丝200位于同一熔池内，即填丝300和从丝200之间的距离在15mm以内。一具体实施例中，如图2所示，沿焊接方向，填丝300位于主丝100和从丝200之间，靠电弧热和熔池热量来熔化焊丝，不仅对两个电弧起到隔离的作用，进一步降低电弧间干扰，而且降低熔池热量，减少焊接热输入，起到填充作用。在另一具体实施例中，沿焊接方向，填丝300位于从丝200之后，即沿焊接方向，主丝100、从丝200和填丝300依次排列，此时填丝300能够降低熔池热量，减少焊接热输入，起到填充作用。
[0056]
同时，本发明实施例提供的主丝100、从丝200和填丝300的三根焊丝，可以融合在一把焊枪之上，可以是两把焊枪的组合，甚至是三把焊枪的组合，只要是控制方式和排列方式与本发明实施例中提供的相同，均属于本发明的保护范围。
[0057]
此外，为了进一步提高焊接品质，具体实施例提供的三丝焊接装置还包括：
[0058]
填丝加热模块，该填丝加热模块与填丝300相连，用于对填丝300进行加热，以在焊接时增加熔化量，提高熔敷效率。
[0059]
同样地，具体实施例中的三丝焊接装置还包括：
[0060]
填丝抽拉震动模块，填丝抽拉震动模块与填丝300相连，用于带动填丝300反复抽拉和震动，以在焊接时搅拌熔池，从而细化晶粒，提高焊缝的力学性能。具体实施例中，可单独设置填丝抽拉震动模块实现上述功能，还可以利用主焊接电源120控制填丝送丝机310的电机的正转和反转，实现填丝300的抽拉震动功能，以简化装置。
[0061]
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种三丝焊接方法，所解决问题的原理与上述装置相似，重复之处不再赘述，该方法应用上述三丝焊接装置实现，如图3所示，包括：
[0062]
步骤301：读取主焊接电源120的焊接参数和主丝送丝机110的送丝速度；
[0063]
步骤302：根据焊接参数，控制从焊接电源220的输出脉冲周期；
[0064]
步骤303：根据主丝送丝机110的送丝速度，控制填丝送丝机310的送丝速度；
[0065]
步骤304：进行焊接。
[0066]
具体实施时，读取主焊接电源120的焊接参数和主丝送丝机110的送丝速度，焊接参数至少包括主焊接电源120的输出脉冲周期。
[0067]
接着，根据焊接参数，控制从焊接电源220的输出脉冲周期，如图4所示，包括：
[0068]
步骤401：利用第二通信模块接收第一通信模块传输的主焊接电源120的输出脉冲周期；
[0069]
步骤402：根据主焊接电源120的输出脉冲周期，控制从焊接电源220的输出脉冲周
期，使得主焊接电源120的输出脉冲波形和从焊接电源220的输出脉冲波形之间的相位差为180度。
[0070]
根据焊接参数，控制从焊接电源220的输出脉冲周期，以确保两个焊接电源产生的电弧所对应的波形相位完全错开。
[0071]
再根据主丝送丝机110的送丝速度，控制填丝送丝机310的送丝速度，以避免送的过慢而起不到增加填充量的效果或送的过快而导致填丝300熔化不了的情况发生。具体地，按照如下公式，根据主丝送丝机110的送丝速度，确定填丝送丝机310的送丝速度：
[0072]v1
＝av2 bv c
[0073]
其中，v1表示填丝送丝机的送丝速度；v表示主丝送丝机的送丝速度；a、b、c为计算系数。
[0074]
其中，a、b、c的取值根据所用焊丝的材质和直径来确定，一般地，a可以是0，b不为0，c是常数项。且一般情况下，v1的值小于v的值。
[0075]
按照上述对从焊接电源220的输出脉冲周期进行控制，并控制填丝送丝机310的送丝速度，使双丝焊接达到一个稳定的焊接状态，进行焊接，得到一个良好的焊接过程。
[0076]
具体实施时，还提供一种三丝焊接方法，如图5所示，在图3的基础上，还包括：
[0077]
步骤501：在焊接过程中，利用填丝加热模块，对填丝300进行加热。
[0078]
采用图5所示的方法进行焊接，能够在双丝焊接的基础之上进一步大幅度提高熔敷效率，同时还能够达到减小焊接热输入的目的。
[0079]
另一具体实施例中，提供一种三丝焊接方法，如图6所示，在图3的基础上，还包括：
[0080]
步骤601：在焊接过程中，利用填丝抽拉震动模块，带动填丝300反复抽拉和震动。
[0081]
在焊接过程中对熔池进行搅拌，以细化焊缝晶粒。
[0082]
具体实施例中，根据实际需要，选择步骤501和/或步骤601，以确保焊接结果良好。
[0083]
本具体实施例提供的三丝焊接控制装置及方法具有如下优点：
[0084]
通过采用两电弧错相位焊接，尽量保证焊接时二者之间的干扰最小，避免熔池震荡，利于焊缝成形；通过在主丝和从丝之间设置填丝，使其对两个电弧起到隔离的作用，进一步降低电弧间干扰，且减少焊接热输入，增加填充量；通过在主丝和从丝之后设置填丝，增加填充量，减少焊接热输入；通过控制填丝的送丝速度，确保在增加填充量的前提下，填丝能够及时熔化；通过对填丝进行加热，增加熔化量，提高熔敷效率；通过对填丝反复抽拉震动，搅拌熔池，细化晶粒；从而最终提高焊接品质。
[0085]
虽然本发明提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。
[0086]
本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、装置(系统)或计算机程序产品。因此，本说明书实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0087]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0088]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0089]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0090]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
[0091]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。
[0092]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。