数字化逆变焊机的发展及应用PPT课件
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Sigma焊机的技术分析
2009.07.16
数字化逆变焊机---目录
1. Sigma焊机的特点：
– 控制精度 – 灵活性 – 兼容性 – 安全可靠性 – 高效节能 – 网络化管理
2. 全数字化的定义 3. 过渡方式介绍 4. PI变极性焊接
控制精度---普通焊接
普通焊机焊接不锈钢在短路过渡 焊接过程飞溅较大、声音爆噪。
(V)
38
Ua
34
30
26
Itr = 190 A
(A)
Iw
300
250
200
150
100
50
0
脉脉冲电流350A 脉冲时间3ms。
22
148
153
158
163
168
173
178
183
188
193 t (ms)
控制精度---一脉一滴焊接过程
20 25 31 32 33 34 35 36 50 56 58 59 60 61 62 63 66 67 70 80
(V) 32
28
Ua
24
(A) 250
Itr=220 A
Ip
200
150
tp
tb
Im
100
50
Ib
0
20
脉脉冲电流280A
16 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45 t (ms)
脉冲时间5ms。
控制精度---一脉多滴焊接过程
20 30 35 40 45 46 47
48 50 65 70 75 76 77 79 81 89
灵活性---组合式电源外特性
不是采用传统的恒压或恒流特性，采用组合式阶梯特性：
•
起弧初级阶段为保证可靠起弧采用高电压小电流（B点)；
•
当起弧成功后为防止飞溅过大采用中电压微电流维持电弧燃烧（BC段) 。
•
当需要精确控制脉冲能量时采用恒流特性（DE段) 。
•
当需要维持电弧时采用小电流维持电弧燃烧（C点) 。
双脉冲焊（DPMIG/MAG）是一种优质、高效的焊接工艺方法。 由两种脉冲组成:一个高频脉冲叠加一个低频脉冲.高频脉冲控制熔滴过渡, 低频脉冲控制熔池成形.
为保证理想的焊接质量,高频脉冲一个脉冲形成一个熔滴.减少飞溅并保证 焊接成形。低频脉冲由于平均焊接电流的周期变化使得焊接熔池得到了强 烈的搅拌，在使熔池气体充分溢出，降低气孔倾向的同时，焊缝晶粒也得 到了细化，减小裂纹倾向。焊接效果见下图。
控制精度---电源脉冲焊接
脉冲焊接不锈钢 起弧阶段飞溅较大。 焊接过程飞溅较小、声音柔 和。
进行了以下改进： 选用专家程序---（焊接电源 输出为一脉一滴方式；焊机 自动匹配电弧挺度）
控制精度---多脉一滴焊接过程
301 302 303 304 308 320 325 329 330 335 340 345 350 355 357 359 370
由于该区域较窄，操作者 调节非常麻烦，一般采用脉 冲宽度和脉冲幅度不变，采 用脉冲频率调制（如左侧 图），也就是说改变脉冲频 率来调节焊接平均电流。
பைடு நூலகம்
控制精度---双脉冲焊接
双脉冲焊接不锈钢 起弧阶段飞溅较大。 焊接过程飞溅较小、 声音柔和、均匀。
在电源脉冲的基础上 叠加了协同脉动送丝
控制精度---低频脉冲焊接参数设置
•
当焊机正负极短路时采用恒流特性（FG段) ，防止输出电流过大损害焊机。
UA В
U oc
起弧点
恒流特性控
Iw (A)
350
Iw 300
250
200
150
100
50
0
8.2
8.24
8.28
8.32
8.36 t (s)
ΔT=8.30-8.25=0.05S
控制精度---双脉冲焊接波形
Sigma电源脉冲波形： 焊丝材料：碳钢 焊丝直径：Ø1.0mm 焊接参数：基值：100A
峰值：200A 绿色：电流波形: 100A/格。
焊丝：低碳钢，1.2mm 气体：80%Ar+20%CO2 平均电流：150A 送丝速度：5M/Min 基值电流：50A 弧长：3~5mm
控制精度---一脉一滴焊接波形
150A电源脉冲图
Sigma电源脉冲波形： 焊丝材料：碳钢 焊丝直径：Ø1.0mm 焊接参数：150A/24.6V 绿色：电流波形，100A/格 共4格。 脉冲电流：400A。 脉冲频率：83Hz。 脉冲时间：2ms。 黄色：电压波形，10V/格。
(A)
300
Iw
250
200
Itr=190 A
150
100
(V)
50
38
0
34
Ua
30
26
脉脉冲电流280A
22 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45 t (ms) 脉冲时间6ms。
控制精度---一脉一滴的建立
低能量区由于焊接能量较低，形成多脉一滴。 高能量区由于焊接能量较高，形成一脉多滴。 为减少焊接飞溅和焊接成形，确保一脉一滴，必须保证脉冲电流和脉冲时间的匹 配。例如：焊丝规格和材质、气体成分一定的情况下为保证焊丝产生一个熔滴， 需要精确的能量去控制它，能量过大会产生多个熔滴，能量过小几个脉冲产生一 个熔滴。
脉脉冲电流400A 脉冲时间2ms。
控制精度---一脉一滴焊接波形
280A电源脉冲图
脉脉冲电流400A 脉冲时间2ms。
Sigma电源脉冲波形： 焊丝材料：碳钢 焊丝直径：Ø1.0mm 焊接参数：280A/31V 绿色：电流波形，100A/格。 共4格。 脉冲电流：400A。 脉冲频率：280Hz。 脉冲时间：2ms。 黄色：电压波形，10V/格。
高频脉冲：400A/2ms。 低频脉冲：1.5Hz 黄色：电压波形，10V/格。
低频脉冲时间： 200ms/格*3.5格=700ms
高低频脉冲协同波形图
控制精度---双脉冲焊接效果 2.0Hz焊接成形 2.5Hz焊接成形 3.3Hz焊接成形 5.0Hz焊接成形
控制精度---焊接钢、铝、不锈钢等各种材质
3.2
250
2.8
200
2.4
150
2.0
100
1.6
50
1.2
0
7.3
7.5
7.7
7.9
8.1
8.3
8.5
8.7 t (с)
WFS (m/min)
4.0
3.6
3.2 WFS
2.8
2.4
2.0
1.6
1.2 7.8
7.84
7.88
7.92
ΔT=7.96-7.86=0.1S
Iw 7.96 t (s)
WFS
脉冲电流和脉冲时间
基值电流和基值时间
低频脉冲波形可设置： •脉冲电流、脉冲时间、基值 电流、基值时间等参数。
低频区 小电流
高频区 大电流
叠加后的脉冲波形：
焊机根据用户设置的平均电流，自 动调节脉冲频率等参数。
控制精度---双脉冲焊接过程
WFS (m/min)
4.0
WFS
3.6
Iw (A)
350
Iw 300
2009.07.16
数字化逆变焊机---目录
1. Sigma焊机的特点：
– 控制精度 – 灵活性 – 兼容性 – 安全可靠性 – 高效节能 – 网络化管理
2. 全数字化的定义 3. 过渡方式介绍 4. PI变极性焊接
控制精度---普通焊接
普通焊机焊接不锈钢在短路过渡 焊接过程飞溅较大、声音爆噪。
(V)
38
Ua
34
30
26
Itr = 190 A
(A)
Iw
300
250
200
150
100
50
0
脉脉冲电流350A 脉冲时间3ms。
22
148
153
158
163
168
173
178
183
188
193 t (ms)
控制精度---一脉一滴焊接过程
20 25 31 32 33 34 35 36 50 56 58 59 60 61 62 63 66 67 70 80
(V) 32
28
Ua
24
(A) 250
Itr=220 A
Ip
200
150
tp
tb
Im
100
50
Ib
0
20
脉脉冲电流280A
16 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45 t (ms)
脉冲时间5ms。
控制精度---一脉多滴焊接过程
20 30 35 40 45 46 47
48 50 65 70 75 76 77 79 81 89
灵活性---组合式电源外特性
不是采用传统的恒压或恒流特性，采用组合式阶梯特性：
•
起弧初级阶段为保证可靠起弧采用高电压小电流（B点)；
•
当起弧成功后为防止飞溅过大采用中电压微电流维持电弧燃烧（BC段) 。
•
当需要精确控制脉冲能量时采用恒流特性（DE段) 。
•
当需要维持电弧时采用小电流维持电弧燃烧（C点) 。
双脉冲焊（DPMIG/MAG）是一种优质、高效的焊接工艺方法。 由两种脉冲组成:一个高频脉冲叠加一个低频脉冲.高频脉冲控制熔滴过渡, 低频脉冲控制熔池成形.
为保证理想的焊接质量,高频脉冲一个脉冲形成一个熔滴.减少飞溅并保证 焊接成形。低频脉冲由于平均焊接电流的周期变化使得焊接熔池得到了强 烈的搅拌，在使熔池气体充分溢出，降低气孔倾向的同时，焊缝晶粒也得 到了细化，减小裂纹倾向。焊接效果见下图。
控制精度---电源脉冲焊接
脉冲焊接不锈钢 起弧阶段飞溅较大。 焊接过程飞溅较小、声音柔 和。
进行了以下改进： 选用专家程序---（焊接电源 输出为一脉一滴方式；焊机 自动匹配电弧挺度）
控制精度---多脉一滴焊接过程
301 302 303 304 308 320 325 329 330 335 340 345 350 355 357 359 370
由于该区域较窄，操作者 调节非常麻烦，一般采用脉 冲宽度和脉冲幅度不变，采 用脉冲频率调制（如左侧 图），也就是说改变脉冲频 率来调节焊接平均电流。
பைடு நூலகம்
控制精度---双脉冲焊接
双脉冲焊接不锈钢 起弧阶段飞溅较大。 焊接过程飞溅较小、 声音柔和、均匀。
在电源脉冲的基础上 叠加了协同脉动送丝
控制精度---低频脉冲焊接参数设置
•
当焊机正负极短路时采用恒流特性（FG段) ，防止输出电流过大损害焊机。
UA В
U oc
起弧点
恒流特性控
Iw (A)
350
Iw 300
250
200
150
100
50
0
8.2
8.24
8.28
8.32
8.36 t (s)
ΔT=8.30-8.25=0.05S
控制精度---双脉冲焊接波形
Sigma电源脉冲波形： 焊丝材料：碳钢 焊丝直径：Ø1.0mm 焊接参数：基值：100A
峰值：200A 绿色：电流波形: 100A/格。
焊丝：低碳钢，1.2mm 气体：80%Ar+20%CO2 平均电流：150A 送丝速度：5M/Min 基值电流：50A 弧长：3~5mm
控制精度---一脉一滴焊接波形
150A电源脉冲图
Sigma电源脉冲波形： 焊丝材料：碳钢 焊丝直径：Ø1.0mm 焊接参数：150A/24.6V 绿色：电流波形，100A/格 共4格。 脉冲电流：400A。 脉冲频率：83Hz。 脉冲时间：2ms。 黄色：电压波形，10V/格。
(A)
300
Iw
250
200
Itr=190 A
150
100
(V)
50
38
0
34
Ua
30
26
脉脉冲电流280A
22 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45 t (ms) 脉冲时间6ms。
控制精度---一脉一滴的建立
低能量区由于焊接能量较低，形成多脉一滴。 高能量区由于焊接能量较高，形成一脉多滴。 为减少焊接飞溅和焊接成形，确保一脉一滴，必须保证脉冲电流和脉冲时间的匹 配。例如：焊丝规格和材质、气体成分一定的情况下为保证焊丝产生一个熔滴， 需要精确的能量去控制它，能量过大会产生多个熔滴，能量过小几个脉冲产生一 个熔滴。
脉脉冲电流400A 脉冲时间2ms。
控制精度---一脉一滴焊接波形
280A电源脉冲图
脉脉冲电流400A 脉冲时间2ms。
Sigma电源脉冲波形： 焊丝材料：碳钢 焊丝直径：Ø1.0mm 焊接参数：280A/31V 绿色：电流波形，100A/格。 共4格。 脉冲电流：400A。 脉冲频率：280Hz。 脉冲时间：2ms。 黄色：电压波形，10V/格。
高频脉冲：400A/2ms。 低频脉冲：1.5Hz 黄色：电压波形，10V/格。
低频脉冲时间： 200ms/格*3.5格=700ms
高低频脉冲协同波形图
控制精度---双脉冲焊接效果 2.0Hz焊接成形 2.5Hz焊接成形 3.3Hz焊接成形 5.0Hz焊接成形
控制精度---焊接钢、铝、不锈钢等各种材质
3.2
250
2.8
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2.4
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2.0
100
1.6
50
1.2
0
7.3
7.5
7.7
7.9
8.1
8.3
8.5
8.7 t (с)
WFS (m/min)
4.0
3.6
3.2 WFS
2.8
2.4
2.0
1.6
1.2 7.8
7.84
7.88
7.92
ΔT=7.96-7.86=0.1S
Iw 7.96 t (s)
WFS
脉冲电流和脉冲时间
基值电流和基值时间
低频脉冲波形可设置： •脉冲电流、脉冲时间、基值 电流、基值时间等参数。
低频区 小电流
高频区 大电流
叠加后的脉冲波形：
焊机根据用户设置的平均电流，自 动调节脉冲频率等参数。
控制精度---双脉冲焊接过程
WFS (m/min)
4.0
WFS
3.6
Iw (A)
350
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