数字脉冲(中文).ppt

Digital Control of Welding Current Waveform and Arc Length with Pulsed GMAW By Tomoyuki UEYAMA and Mel Clifford 前言 ■ 从 80年代早期将逆变控制引入焊接电源以来，焊机的小型化和轻便易携带的 优点已经广为人知另外，我们也看到了焊接性能的大大提高 ■ 今天 IGBT技术作为控制装置已经应用在焊接电源的主电路中，因此而得到 了迅速而且更稳定的输出控制 此外，当加上微处理器后就达到了焊接电源 控制电路的完全数字化 ■ 我们新的数字化控制的焊接电源能以两倍于以前型号焊接电源的速度获得精 确的焊接电流波形控制，并且改善焊接性能 目录 1. Turbo Pulse DF概要与其控制电路 2. 数字化焊接电流波形控制及其有益的影响 3.数字化电弧长度控制及其有益的影响 4.其他功能 ■ 自动熔深控制 ■ 铝焊接用“模糊逻辑控制”自动调节电压 ■ 起弧和收弧控制 5. 应用 顺序控制 数字的 逆变控制 模拟的 模拟的 1. 焊接电流控制 2. 电弧长度控制 数字的 数字的 模拟的 模拟的 控制电路 Turbo Pulse DF Conventional Type ■ 用数字技术新开发的 Turbo Pulse DF . 0A 0V 电压 Tp Ib Tup Tdn Tb : 基值脉宽 (可调 ) Tp : 峰值脉宽 Tup : 波峰上升沿 Tdn : 波峰下降沿 Ip : 峰值电流 Ib : 基值电流 ｝ 根据焊丝、保护气及焊丝进给 速度自动地设定到适当的值。

电流 Ip Tb ■ 数字的焊接电流波形控制 输出由改变Tb来控制 ■ Turbo Pulse DF 与以前的型号所发生的飞溅的对比 焊丝 : ER70S-G 1.2mm(0.045in.) 保护气 : 20%CO2 +Ar 焊接速度 : 120cm(48ipm)/min 焊接电流 : 240A 0 0.5 1 1.5 2 23 24 25 26 27 焊接电压 (V) 发生飞溅的数量(g/min）[1g= 0.035oz] Previous model Turbo Pulse DF 导电嘴到工件的距离 (mm) 焊丝进给速度 : 8m(315ipm)/min 焊丝 : ER70S-G, 1.2mm(0.045in.)保护气 : 20%CO2+Ar 电弧长度(mm)0 2 4 6 8 10 0 5 10 15 20 25 30 35 40 I V -3V/100A (240A,32V) (0.75”) (0.6”) (1.2”) (0.31”) (0.23”) (0.2”) ■ 传统焊接电源的 C.V. 特性对电弧长度的影响 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 50 100 150 200 250 300 350 焊接电流 (A) 电弧电压(V) -5V/100A -2V/100A 0V/100A ■ Turbo Pulse DF所提供的各种外部特性 焊丝 : ER70S-G, 1.2mm(0.045”) ■ 改变导电嘴到工件的距离引起的输出波形的波动 0 0 .5 1 1 .5 2 2 .5 3 3 .5 4 4 .5 5 5 .5 6 6 .5 7 7 .5Ti m e （s ）010020030020253035( A )( V )15A v e r a g e w e ld in g c u r r e n t ： 2 5 0 A 　A v e r a g e a r c v o lt a g e ： 2 8 VT o r c h u p - d o w n c o n d it io n ： 1 8 m m ±5 m m ， 0 .７ H z0 0 .5 1 1 .5 2 2 .5 3 3 .5 4 4 .5 5 5 .5 6 6 .5 7 7 .5010020030015202530( A )( V )35ｃｒＡｅｇａｔｏＶｇｎｉｄｌｅＷｔｎｅｒｒｕＣｃｒＡｅｇａｔｏＶｇｎｉｄｌｅＷｔｎｅｒｒｕＣTi m e （s ）Turbo Pulse 350DFConventional Type 0.6in. 喷嘴 导电嘴 0.4in. 0.8in. 50 100 75 17 19 21 23 25 焊接电流 (A) Previous model 25 13 电弧电压(V) 焊丝 : ER70S-G, 1.2mm(0.045”)保护气 :20%CO2+Ar 焊接速度 : 60cm(23ipm)/min Turbo Pulse DF ■ Turbo Pulse DF扩大电弧稳定范围 起弧电流 过渡状态 稳定状态 电流时间 焊接电流 (A) 100 焊丝 : ER70S-G, 1.2mm(0.045in.) 90 80 70 60 50 100 200 250 Turbo Pulse DF Previous model 瞬间起弧率(%)保护气 : 20%CO2+Ar ■ 起弧 /收弧控制及其优点 焊渣 ■ Turbo Pulse DF 在回烧过程中非常精确地控制热输入形成最适宜的焊丝尺寸 (比焊丝的原始尺寸大 1.2-1.4倍 )。

15mm(0.6in.) 30mm(1.2in.) ■ 自动熔深控制 ■ 自动熔深控制功能控制送丝速度使焊接电流保持恒定，尤其当导电嘴到工件的距离发生波动时 ■ 电压设定也随送丝速度的变化自动地修正 ■ 铝焊接中模糊逻辑控制的电压自动调整 ■ Turbo Pulse DF 结合了“铝的模糊控制”模式，当切换的该模式时将恒定地控制电弧电压以适应由于 表面条件、保护气、导电嘴到工件的距离及焊接速度等因素的变化引起的电弧长度的变化 ■ 铝的活性气体保护焊适合的焊接条件是伴随最多 10次 /sec周期性的短路的射流过渡条件 Turbo Pulse DF 靠“模糊逻辑”控制输出电压来维持这一短路比例 40cm(16ipm)/min 120cm(48ipm)/min With Fuzzy Without Fuzzy ■ 铝的低频脉冲气体保护焊 用波形脉冲模式焊接的焊缝外观 I Time ■ Turbo Pulse DF提供一个可选的 EP-ROM， 它能为铝合金的气体保护焊提供一个 低频脉冲模式 这一方法称为“波形脉冲”，即在通常的脉冲频率上强加一个 0.5-16Hz 的低频脉冲。

■ 应用 3 - 镀锌钢板的搭接接头的焊接 .- 焊缝外观 X光照片 厚度 : 1.6mm(16 gauge) 锌含量 : 0.012Ibs / sq. ft. 焊接电流 : 250A, 电弧电压 : 21V, 焊接速度 : 48ipm 保护气 : 5%O2 + Ar, 焊丝 : ER70G-S, 1.2mm(0.045in.) 工件 : Mild Steel , 3.2mmt , 2.6mmt 焊丝 : ER70S-G, 1.2mm(0.045in.) 焊接电流 : 230A 电弧电压 : 27V 焊接速度 : 120cm(48ipm)/min 焊接前 焊接后 横截面 工件 : Mild Steel , 1.6mmt焊丝 : ER70S-G, 1.2mm(0.045 in.) 焊接电流 : 150A电弧电压 : 23V焊接速度 : 100cm(40ipm)/min 焊接前 焊接后 横截面 ■ 应用 1 - 摩托车车架的焊接 - ■ 应用 2 - 蒸发器管子的仰焊 - 焊接电流 : 250A电弧电压 :27V 焊接速度 : 60cm(23ipm)/min 焊缝外观 横截面 ■ 对仰焊由于使用适宜的脉冲参数达到良好的搅拌，焊缝外观很像平焊焊缝。

结论 ■ 除了在此介绍的逆变焊接电源的改进之外，还为确保我们焊接行业所需的这些产品的可靠性做了许多开发 ■ 我们鼓励您研究这些新的工艺，它将提高您焊接应用的效率和质量 母材 高速逆变控制 (IGBT) 电弧处理控制 控制 检测 焊丝 电弧 顺序控制 数字的 逆变控制 模拟的 模拟的 1. 焊接电流波形控制 2. 电弧长度控制 数字的 ■ 控制电路的数字技术 0 10 20 30 40 50 100 0 200 300 400 2.5ms 60A, 22V, 焊丝 :0.045in. (ER70S-G), 保护气 :20%CO2-Ar 电弧电压(V) 焊接电流(A) ■ Turbo Pulse DF的一个脉冲一小滴金属过渡 ■ Turbo Pulse DF的构成 DCL + - If Ir - + Iave Iave Vs Vs Vave Ip, Ib, Tp Tup, Tdn :微处理器的数字化控制 Vave ＜ Vs Vave = Vs Vave ＞ Vs Vave = Vs 逆变控制的电源 电流波形控制器 Tb控制器 电压检测器 电流检测器 母材 焊丝 平均电弧电压 平均焊接电流 控制器特性 电压设定 送丝速度 设定 0A 0V V(ave) Iave (n-1) n n－１ Vs(n) = F{Iave(n-1)} F{ } : V-I function Compare Vs(n) with V(ave) Tb Tp ■ 电弧长度控制详解 焊接电流 电弧电压 外观上的 电弧长度 清理宽度 实际放电 长度 焊丝 ■ “外观上的电弧长度 ”的定义 。