逆变焊机及数字化控制技术
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片 机 控 制 弧 焊 电 源 基 本 上 属 于 数 字 化 焊 机 开 创 时
般 都存 在一 定精 度和 温度 漂移 。３数字 化控 制使 焊 （）
接 电源可 以存储 成功 的经验数据 ， 于操作 。 便 专家 系 统 是 将 众 多成 功 的 焊接 规 范 以数 据库 的形 式 存储
期 的产 品 。 这 种 系统 中 ， 片 机 主要 完 成 控 制信 在 单 号 的给定 功能 以及 焊机 的总 体 管理『， 图 １ 示 。 ２如 １ 所 因 单 片机 的数 字 运 算 能力 较 弱 使 得 电 源 系统 仍 然
要 改 变软 件 ， 就很 容 易 实现 柔 性控 制 。 ２数字 化 控 （）
制 使焊 接 电源具 有更好 的稳 定性 。 拟 控制 系统 由 模 电阻 、 电容 等 分立 元 件 组 成 ， 而模 拟元 件 的参 数 一
１ 典 型 数 字 化 控 制 系 统
数字 化逆 变焊 机 的发展 分两 个 阶段 ： （） １第一 阶段 。 ８ Ｃ ｌ或 ８ Ｃ１ ６为代 表 的单 以 ０５ ０ ９
进 一步 减小 焊接 飞溅 、 善 焊接性 能 及焊 接质 量 的 改
目的 。
图 １ 单 片 机 控 制 数 字 化 焊 机 框 图
２１ 低 飞 溅 ．
管 线 钢焊 接 工 艺 中 ， 焊 是 最 重要 环 节 ， 根 根焊 的好坏 直接 决定 了整个 焊 口的焊 接质 量 。 焊要求 根
图 ２ 全数字化焊机框 图
与普 通气保 焊相 比 ， 工艺具有 电弧穿 透力强 、 该 热 输入 低 ， 飞溅小 的优点 ； 工操 作性 强 ， 焊 全位 置 焊 接 时 电弧 形 态均 匀 、 一致 ； ｌ点～ ２点 位 置 背 面 熔 池
数 字化 控 制与 模拟 系统 控 制 相 比具有 以下 优
降 低 电流 ， 这样 才 能 使熔 滴 过 渡 平 稳 ， 效 减 小焊 有 接 缺陷 ； 内置专 家数 据库 ， 现一 元 化调 节 ， 短参 实 缩
数 调节 时 间ｌ 采 用金 属粉 芯焊 丝时 的焊 接 电流 、 １ ］ 。 电
压 波 形 和 西 二 线 焊 缝 成 形 如 图 ３所 示 。
点 ： ） 字化控制使 焊接 电源具 有更好 的灵 活性 。 （数 １ 模
・
１ ・ ８
能 的升级换 代 ， 信息 识别 和诊 断 以及 网络通 信等 。
信 号经 过 Ａ Ｄ转 换成 数字 信号 ， ／ 数字 信号 处理 器 软
件 实现 灵活 、 精细 的焊 接性 能控制 。 奥 太 Ｐ ｌ Ｇ ５ ０ Ｒ 数 字 管 道 多 功 能 焊机 ｕｓ ＭＩ 一 ０ Ｆ ｅ 采 用软 件和 硬件 相结 合 的方 式 ， 准确 检测 熔滴 过 渡 时刻 ， 得 检 测正 确 率 达 到 ９ ％ ； 颈发 生 时 迅 速 使 ９ 缩
焊机 、 直流 脉 冲焊机 和熔 化极 脉 冲焊机 等 。
２ 焊 接 工 艺 的 提 升
数 字化 焊接 电源可 以实 现焊 接 电压 、 流波形 电
在 线快 速检 测并 计算 短路 过 渡特 征参 数 ， 进行 自适
应 最优 控制 ， 现代 控制 理论 算 法将 特征 参数 和 焊 用 接 规范 始终 调整 于最 佳 范 围 内 ， 焊 接 电弧处 于稳 使 定、 动态 性 能最佳 的工 作状 态 。 短路 过渡 、 对 脉冲过 渡 、 流 过 渡 的 电流 和 电压 进 行 精 确控 制 ， 达 到 射 以
专 讨 腰论
雹珲墩
第４卷 ２
字 化 车 间的一部 分 ， 理者 通过 网络管 理终 端 的界 管 面 实现 对 焊 接 过程 、 质量 一 致 性 、 产 成 本 的统 计 生
分析 。Fra Baidu bibliotek
拟 系统 的配 置和 增 益是 由阻 容 网络硬 件决 定 的 ， 因 此 一旦确定 就很难 改变 ； 而在数字化 控制 系统 中， 只
电 弧 短 、 透 力 强 、 池 稳 定 ， 溅 小 ， 实 现 全 位 穿 熔 飞 可
（） ２第二 阶段 。 Ｓ （ ｉｉ ｌ ｉ ａ Ｐｏ ｅｓ ｇ微 Ｄ ＰＤ ｇｔ ｇ ｌ ｒｃ ｓｉ ） ａＳ ｎ ｎ
处理 器 和单 片机在 焊 机上 的应 用 ， 才真 正 地实 现 了 全数 字 化 ， 图 ２所示 。 有 由单 片机 和 Ｄ Ｐ双机 如 只 Ｓ 控 制 的数 字化 焊接 才 能实 现 优 质 高 效 和 可靠 的焊 接过 程 。 全数 字化 焊机 的 出现解 决 了长期 以来 难 以 解 决甚 至 不 可 能解 决 的难 题 ， ： 功 能 化 焊机 功 如 多
到计 算机 中 ， 每一 条 数 据都 包 含 诸 多信 息 ， 焊接 如
方法 、 材 、 母 板厚 、 丝 速 度 、 接 电 流 、 接 电压 送 焊 焊
等。 当操作 者输 入某 几项 参数 后就 可 以查询 到最佳
的焊接 规范 。
要 借 助于 较 多 的模 拟 电路 环节 。 因此 ， 系 统 大多 该 用 于 功 能单 一 的各 种 焊机 ， 手 弧 焊 机 、 流 Ｔ Ｇ 如 直 Ｉ
置 焊接 。 数 字控 制 的逆变 焊机 系统 中 ， 制 电路部 分 由 控
单 片 机 （ Ｕ 和 数 字 信 号 处 理 器（ Ｓ ） 成 双 机控 ＭＣ ） Ｄ Ｐ构
制 系统 ， 实现熔 滴过 渡各 阶段 电流波形 的控制 精细 。 焊 接 性 能 的控 制 核 心 部 件 为 Ｄ Ｐ 焊接 电压 、 流 Ｓ， 电
般 都存 在一 定精 度和 温度 漂移 。３数字 化控 制使 焊 （）
接 电源可 以存储 成功 的经验数据 ， 于操作 。 便 专家 系 统 是 将 众 多成 功 的 焊接 规 范 以数 据库 的形 式 存储
期 的产 品 。 这 种 系统 中 ， 片 机 主要 完 成 控 制信 在 单 号 的给定 功能 以及 焊机 的总 体 管理『， 图 １ 示 。 ２如 １ 所 因 单 片机 的数 字 运 算 能力 较 弱 使 得 电 源 系统 仍 然
要 改 变软 件 ， 就很 容 易 实现 柔 性控 制 。 ２数字 化 控 （）
制 使焊 接 电源具 有更好 的稳 定性 。 拟 控制 系统 由 模 电阻 、 电容 等 分立 元 件 组 成 ， 而模 拟元 件 的参 数 一
１ 典 型 数 字 化 控 制 系 统
数字 化逆 变焊 机 的发展 分两 个 阶段 ： （） １第一 阶段 。 ８ Ｃ ｌ或 ８ Ｃ１ ６为代 表 的单 以 ０５ ０ ９
进 一步 减小 焊接 飞溅 、 善 焊接性 能 及焊 接质 量 的 改
目的 。
图 １ 单 片 机 控 制 数 字 化 焊 机 框 图
２１ 低 飞 溅 ．
管 线 钢焊 接 工 艺 中 ， 焊 是 最 重要 环 节 ， 根 根焊 的好坏 直接 决定 了整个 焊 口的焊 接质 量 。 焊要求 根
图 ２ 全数字化焊机框 图
与普 通气保 焊相 比 ， 工艺具有 电弧穿 透力强 、 该 热 输入 低 ， 飞溅小 的优点 ； 工操 作性 强 ， 焊 全位 置 焊 接 时 电弧 形 态均 匀 、 一致 ； ｌ点～ ２点 位 置 背 面 熔 池
数 字化 控 制与 模拟 系统 控 制 相 比具有 以下 优
降 低 电流 ， 这样 才 能 使熔 滴 过 渡 平 稳 ， 效 减 小焊 有 接 缺陷 ； 内置专 家数 据库 ， 现一 元 化调 节 ， 短参 实 缩
数 调节 时 间ｌ 采 用金 属粉 芯焊 丝时 的焊 接 电流 、 １ ］ 。 电
压 波 形 和 西 二 线 焊 缝 成 形 如 图 ３所 示 。
点 ： ） 字化控制使 焊接 电源具 有更好 的灵 活性 。 （数 １ 模
・
１ ・ ８
能 的升级换 代 ， 信息 识别 和诊 断 以及 网络通 信等 。
信 号经 过 Ａ Ｄ转 换成 数字 信号 ， ／ 数字 信号 处理 器 软
件 实现 灵活 、 精细 的焊 接性 能控制 。 奥 太 Ｐ ｌ Ｇ ５ ０ Ｒ 数 字 管 道 多 功 能 焊机 ｕｓ ＭＩ 一 ０ Ｆ ｅ 采 用软 件和 硬件 相结 合 的方 式 ， 准确 检测 熔滴 过 渡 时刻 ， 得 检 测正 确 率 达 到 ９ ％ ； 颈发 生 时 迅 速 使 ９ 缩
焊机 、 直流 脉 冲焊机 和熔 化极 脉 冲焊机 等 。
２ 焊 接 工 艺 的 提 升
数 字化 焊接 电源可 以实 现焊 接 电压 、 流波形 电
在 线快 速检 测并 计算 短路 过 渡特 征参 数 ， 进行 自适
应 最优 控制 ， 现代 控制 理论 算 法将 特征 参数 和 焊 用 接 规范 始终 调整 于最 佳 范 围 内 ， 焊 接 电弧处 于稳 使 定、 动态 性 能最佳 的工 作状 态 。 短路 过渡 、 对 脉冲过 渡 、 流 过 渡 的 电流 和 电压 进 行 精 确控 制 ， 达 到 射 以
专 讨 腰论
雹珲墩
第４卷 ２
字 化 车 间的一部 分 ， 理者 通过 网络管 理终 端 的界 管 面 实现 对 焊 接 过程 、 质量 一 致 性 、 产 成 本 的统 计 生
分析 。Fra Baidu bibliotek
拟 系统 的配 置和 增 益是 由阻 容 网络硬 件决 定 的 ， 因 此 一旦确定 就很难 改变 ； 而在数字化 控制 系统 中， 只
电 弧 短 、 透 力 强 、 池 稳 定 ， 溅 小 ， 实 现 全 位 穿 熔 飞 可
（） ２第二 阶段 。 Ｓ （ ｉｉ ｌ ｉ ａ Ｐｏ ｅｓ ｇ微 Ｄ ＰＤ ｇｔ ｇ ｌ ｒｃ ｓｉ ） ａＳ ｎ ｎ
处理 器 和单 片机在 焊 机上 的应 用 ， 才真 正 地实 现 了 全数 字 化 ， 图 ２所示 。 有 由单 片机 和 Ｄ Ｐ双机 如 只 Ｓ 控 制 的数 字化 焊接 才 能实 现 优 质 高 效 和 可靠 的焊 接过 程 。 全数 字化 焊机 的 出现解 决 了长期 以来 难 以 解 决甚 至 不 可 能解 决 的难 题 ， ： 功 能 化 焊机 功 如 多
到计 算机 中 ， 每一 条 数 据都 包 含 诸 多信 息 ， 焊接 如
方法 、 材 、 母 板厚 、 丝 速 度 、 接 电 流 、 接 电压 送 焊 焊
等。 当操作 者输 入某 几项 参数 后就 可 以查询 到最佳
的焊接 规范 。
要 借 助于 较 多 的模 拟 电路 环节 。 因此 ， 系 统 大多 该 用 于 功 能单 一 的各 种 焊机 ， 手 弧 焊 机 、 流 Ｔ Ｇ 如 直 Ｉ
置 焊接 。 数 字控 制 的逆变 焊机 系统 中 ， 制 电路部 分 由 控
单 片 机 （ Ｕ 和 数 字 信 号 处 理 器（ Ｓ ） 成 双 机控 ＭＣ ） Ｄ Ｐ构
制 系统 ， 实现熔 滴过 渡各 阶段 电流波形 的控制 精细 。 焊 接 性 能 的控 制 核 心 部 件 为 Ｄ Ｐ 焊接 电压 、 流 Ｓ， 电