本發(fā)明公開了一種高效的熱絲焊接設(shè)備，是一種電弧-熱絲復(fù)合焊接設(shè)備，屬于熱加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

常規(guī)的電弧焊接工藝可以分為熔化極電弧焊接工藝和非熔化極電弧焊接工藝。在傳統(tǒng)的熱絲tig焊接過程中，既有單熱絲tig焊接方法，又有雙熱絲tig焊接方法。其電弧穩(wěn)定，焊縫性能優(yōu)良、無飛濺，熔敷率可控。但是，無論是單熱絲tig還是雙熱絲tig焊接方法，熱絲tig焊由于其主弧的載流能力有限，電弧功率受到一定限制，使得焊縫熔深淺；并且還會出現(xiàn)熔敷速率不夠大，效率低等問題，不利于焊縫與母材熔合。焊接中厚板時(shí)，要求電弧能使焊縫底部與母材充分熔合，而且對熔敷速率要求高，所以熱絲tig焊接工藝不適合于中厚板的焊接。tig主弧熔化焊絲的熱量不如gmaw焊接方法，無法與雙熱絲gmaw焊接方法的熔敷速率相比較。熱絲gmaw焊接方法同樣具有熱絲tig焊接方法的這些優(yōu)點(diǎn)，gmaw電弧熔化的主焊絲及母材液態(tài)金屬量更大，有助于熔化更多的熱絲；熔深更大，更有利于使焊縫與母材充分熔合。并且gmaw熱絲的熔敷速率調(diào)節(jié)范圍也更大，有助于控制焊縫中晶粒的成長，改善焊縫力學(xué)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，通過提供一種高效的熱絲gmaw復(fù)合焊接設(shè)備，實(shí)現(xiàn)焊接過程的高熔敷率及利用通過熱絲電流對主弧進(jìn)行電磁控制達(dá)到改進(jìn)焊接工藝的目的，從而應(yīng)用于常規(guī)焊接無法實(shí)現(xiàn)的高熔敷率及電弧能量分布可調(diào)節(jié)的焊接工藝問題。

本發(fā)明是采用以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的：

一種熱絲焊接設(shè)備，焊接試驗(yàn)設(shè)備的硬件包括gmaw焊機(jī)、低頻交流焊接電源、熱絲焊槍、輔助送絲裝置；焊接主弧由gmaw焊接電源產(chǎn)生，母材接gmaw焊接電源負(fù)極，焊槍接gmaw焊接電源正，母材-gmaw焊接電源-焊槍形成電流回路a，gmaw焊接電源的電流、電壓、干伸長能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要自由調(diào)節(jié)，熔池的熔深及熔寬亦隨之調(diào)整；前后熱絲電流由低頻交流焊接電源產(chǎn)生，熱絲焊槍直接與交流焊接電源的電流輸出端相連，通過熔池形成熱絲的電流回路b；低頻交流焊接電源采用恒流模式，焊接電流大小可調(diào)、焊接電流方向和切換頻率可調(diào)，輔助送絲裝置的送絲速度亦隨之調(diào)整，焊接過程熱絲不起弧。為了實(shí)現(xiàn)高效的目的，實(shí)驗(yàn)采用雙熱絲gmaw焊接。焊槍分為三種擺放方式：方案(1)主焊絲和兩根熱絲沿焊接方向直線排列，主焊絲位于兩根熱絲的前側(cè)或后側(cè)，電弧在焊絲所在平面內(nèi)往復(fù)擺動(dòng)；方案(2)主弧焊絲和熱絲沿焊接方向直線排列，主弧焊絲位于兩熱絲的中間，電弧在兩根熱絲之間往復(fù)擺動(dòng)；方案(3)熱絲位于和焊接行走方向垂直的平面內(nèi)，且關(guān)于焊縫中心線對稱，主弧焊絲位于焊縫正上方，主電弧關(guān)于焊縫對稱擺動(dòng)。

在大厚板焊接中提高效率的主要方式是提高熔敷率，大熔敷率焊接和常規(guī)焊接在焊接熱輸入的分配方式顯著不同，大熔敷率焊接方式要求在熱輸入相對減少的同時(shí)，提高熔敷率。雙絲焊機(jī)的硬件一方面采用大電流熔化焊絲，形成熔池，另一方面采用利用電阻熱熔化熱絲，達(dá)到相對低熱輸入同時(shí)熔敷率大大提高的效果，所以容易實(shí)現(xiàn)高效焊接工藝。目前熱絲gmaw焊接工藝相對于單弧gmaw焊接工藝可以將熔敷率提高三倍以上，是目前主要的高效高熔敷率電弧焊接工藝。

焊接主弧gmaw輸出電路中，三相交流電的u端、v端、w端分別與整流橋電路br1的第1端、第2端、第3端連接，整流橋電路br1的第4端、第5端之間并聯(lián)有濾波電容c1。整流橋電路br1的第4端連接至功率開關(guān)管q1的集電極c端、功率開關(guān)管q2的集電極c端，整流橋電路br1的第5端連接至功率開關(guān)管q3的發(fā)射極e端、功率開關(guān)管q4的發(fā)射極e端；功率開關(guān)管q1的發(fā)射極e端、功率開關(guān)管q3的集電極c與變壓器b1原邊的第1端相連，功率開關(guān)管q2的發(fā)射極e端、功率開關(guān)管q4的集電極c端與變壓器b1原邊的第2端相連；變壓器b1副邊的第3端與二極管d1的a端相連，變壓器b1副邊的第4端與母材相連，變壓器b1副邊的第5端與二極管d2的a端相連。二極管d1的k端、二極管d2的k端與電感l(wèi)1的一端相連，電感l(wèi)1的另一端與2號送絲機(jī)相連。調(diào)節(jié)兩組功率開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號占空比可調(diào)節(jié)gmaw電流的大小，第一組功率開關(guān)管為q1與q4，第二組功率開關(guān)管為q2與q3。

熱絲電流的熱絲恒流輸出電路能夠?qū)崿F(xiàn)熱絲電流值穩(wěn)定輸出特性；三相交流電的u端、v端、w端分別與整流橋電路br2的第1端、第2端、第3端連接，整流橋電路br2的第4端與功率開關(guān)管q5的集電極c端、功率開關(guān)管q6的集電極c端相連，整流橋電路br2的第5端與功率開關(guān)管q7的發(fā)射極e端、功率開關(guān)管q8的發(fā)射極e端相連；功率開關(guān)管q5的發(fā)射極e端、功率開關(guān)管q7的集電極c端與變壓器b2原邊的第1端相連，功率開關(guān)管q6的發(fā)射極e端、功率開關(guān)管q8的集電極c端與變壓器b1原邊的第2端相連；調(diào)節(jié)兩組功率開關(guān)管的驅(qū)動(dòng)信號占空比可調(diào)節(jié)熱絲電流的大小，第一組功率開關(guān)管為q5與q8，第二組功率開關(guān)管為q6與q7。

熱絲二次逆變電路使熱絲電流輸出電路的電流從不同的端子輸出。當(dāng)功率開關(guān)管q9導(dǎo)通、功率開關(guān)管q10關(guān)斷時(shí)，熱絲電流從電感l(wèi)2、功率開關(guān)管q9、第一焊槍流出，經(jīng)過熔池，從第三焊槍、變壓器b2的第4端流回，構(gòu)成熱絲電流回路。當(dāng)功率開關(guān)管q9關(guān)斷、功率開關(guān)管q10導(dǎo)通時(shí)，熱絲電流從變壓器b2的第4端、第三焊槍流出，經(jīng)過熔池，從第一焊槍、功率開關(guān)管q10、電感l(wèi)3、二極管d5、第3端流回，構(gòu)成熱絲電流回路。

熱絲電流二次逆變電路中，二極管d3的a端、二極管d5的k端與變壓器b2副邊的第3端相連，二極管d4的a端、二極管d6的k端與變壓器b2副邊的第5端相連，二極管d3的k端、二極管d4的k端與電感l(wèi)2的一端相連，二極管d5的a端、二極管d6的a端與電感l(wèi)3的一端相連，功率開關(guān)管q9集電極c端與電感l(wèi)2的二端相連，發(fā)射極e端與1號送絲機(jī)、功率開關(guān)管q10集電極c端相連；功率開關(guān)管q10集電極e端與電感l(wèi)3的二端相連，3號送絲機(jī)與變壓器b2副邊的第4端相連；兩個(gè)功率開關(guān)管通過驅(qū)動(dòng)電路交替工作，使電源的陰陽極輸出端輸出低頻交流電。調(diào)節(jié)功率開關(guān)管q9、q10的驅(qū)動(dòng)信號的頻率可調(diào)節(jié)交流熱絲電流的切換頻率。

交流熱絲電流下拉裝置能夠?qū)崿F(xiàn)電阻熱熔化焊絲，不影響熔池溫度；以雙熱絲焊接設(shè)備的焊槍布置方案(3)為例。交流熱絲電流下拉裝置能夠通過兩種結(jié)構(gòu)方案實(shí)現(xiàn)：第一種方案：變壓器b2副邊的第4端引出線上串聯(lián)如下電路結(jié)構(gòu)，將功率開關(guān)管q11的集電極、二極管d7的k端、大功率電阻r1的a端與變壓器b2副邊的第4端相連。將功率開關(guān)管q11的發(fā)射極、功率開關(guān)管q12的發(fā)射極、二極管d7的a端、二極管d8的a端相連。將功率開關(guān)管q12的集電極、二極管d8的k端、大功率電阻r1的b端與第一焊槍相連。工藝試驗(yàn)工程中，由于電源交流輸出，所以功率開關(guān)管q11、功率開關(guān)管q12交替導(dǎo)通，當(dāng)電壓傳感器檢測到熱絲端頭電壓上升到電壓設(shè)定值時(shí)，即熱絲端部即將發(fā)生小橋爆斷時(shí)，功率開關(guān)管q11、功率開關(guān)管q12的驅(qū)動(dòng)信號都拉低，此時(shí)輸出電路串入電阻r1，降低輸出電流，防止小橋爆斷。當(dāng)電壓傳感器檢測到熱絲端頭電壓下降到電壓設(shè)定值時(shí)，重新驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管q11、功率開關(guān)管q12工作預(yù)熱熱絲。第二種方案：變壓器b2副邊的第4端引出線上串聯(lián)如下電路結(jié)構(gòu)。將二極管d9的a端、二極管d11的k端與第一焊槍相連。將功率開關(guān)管q13的集電極、二極管d9的k端、二極管d10的k端、電阻r2的a端相連。將功率開關(guān)管q13的發(fā)射極、二極管d11的a端、二極管d12的a端、大功率電阻r2的b端相連。將二極管d10的a端、二極管d12的k端與變壓器b2副邊的第4端相連。在工藝試驗(yàn)過程中，當(dāng)單片機(jī)檢測到熱絲端頭液態(tài)金屬出現(xiàn)縮頸，即熱絲端部即將發(fā)生小橋爆斷時(shí)，功率開關(guān)管(q13)的驅(qū)動(dòng)信號拉低，此時(shí)輸出電路串入電阻r2，輸出電流降低，防止小橋爆斷。當(dāng)電壓傳感器檢測到熱絲端頭電壓下降到設(shè)定電壓值時(shí)，重新驅(qū)動(dòng)功率開關(guān)管(q13)工作預(yù)熱焊絲。

gmaw輸出電路輸出的直流電流為250a-300a。

熱絲電流二次逆變電路能夠?qū)峤z電流輸出電路輸出的電流進(jìn)行切換。

熱絲恒流輸出電路輸出電流為50-350a。

交流熱絲電流下拉裝置能實(shí)現(xiàn)電阻熱熔化焊絲，基本不影響熔池溫度。

本發(fā)明為復(fù)合電弧焊接裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯的優(yōu)勢和有益效果：雙絲焊接工藝方法實(shí)現(xiàn)了焊接過程中的高效性；該焊接方法中，前后兩側(cè)的焊絲采用交流預(yù)熱及熔池熔化的方式熔化焊絲，與其他的單絲焊、雙絲焊及三絲弧焊相比，實(shí)現(xiàn)了在線性熱輸入減少的情況下，相對熔敷率明顯增加；功率為10千瓦的主電弧(330安，32伏)，在冷絲焊時(shí)的最大熔敷速度不足，采用熱絲焊(熱絲電流300a，200hz)時(shí)熔敷速度非?？捎^，并且熱絲焊可以單獨(dú)控制電弧熱量和熱絲的進(jìn)給速度，它允許熱絲熔敷速度從零調(diào)整到最大值，而不受電弧電流值的限制。熔化熱絲的絕大部分能量來自電阻熱，這樣可以避免熔池溫度太低，影響焊縫與母材的熔合。該三絲焊接工藝方法可以通過調(diào)節(jié)電流大小、電流方向切換頻率及焊槍間距調(diào)整熔池的長度；由于主弧電流方向始終是由焊槍流向母材的，而熱絲的電流方向始終是有規(guī)律地切換的，電流方向的切換會改變對主弧作用力的方向，所以熱絲電流對主弧產(chǎn)生磁偏吹的作用力，電弧的擺動(dòng)頻率等于電流的切換頻率，擺動(dòng)幅度由切換頻率、電流大小及焊槍間距決定；該熱絲焊接工藝方法可通過調(diào)整熔池長度，反復(fù)多次加熱熔池有利于參雜在焊縫中的氣體逸出，減少焊縫中的氣孔，改善焊縫質(zhì)量。通過擺動(dòng)焊接電弧，均勻分散焊接熱量，使熱絲焊絲某些特殊合金材料不受電弧作用產(chǎn)生過燒現(xiàn)象，從而在焊縫中仍能保留這些合金材料，因此，改善焊縫性能。

相比于常規(guī)的單絲焊接系統(tǒng)本發(fā)明可以達(dá)到更高的焊接效率，相對于傳統(tǒng)的雙絲或多絲焊接系統(tǒng)具有相對更小的熱輸入、相對熔敷率增加，且電弧能量分布可調(diào)，易于氣體逸出，,避免焊接缺陷產(chǎn)生，可以適用于厚板的焊接。該種焊接工藝采用熱絲復(fù)合熔化極電弧焊接方法，熱絲電流對主弧產(chǎn)生磁控效果，熱絲電流方向的切換既可以調(diào)節(jié)主弧在兩熱絲焊絲之間來回?cái)[動(dòng)幅度,也可以調(diào)節(jié)其擺動(dòng)頻率，還可以調(diào)節(jié)焊接熱量的分配方式，調(diào)整熔池長度，熔化母材，逸出焊縫中氣孔，也可以增加熔敷金屬的數(shù)量，從而有效提高焊接效率。而且焊絲的預(yù)熱主要是通過電阻熱實(shí)現(xiàn)的，幾乎不需要借助熔池?zé)崛刍療峤z，所以熔池?zé)嵊欣谌刍覆?，使焊縫與母材充分熔合。

附圖說明

圖1為gmaw直流電源和交流熱絲電源的工作原理圖

圖2無電子開關(guān)雙熱絲焊接系統(tǒng)框圖

圖3含有第一套電子開關(guān)的雙熱絲焊接系統(tǒng)框圖

圖4含有第二套電子開關(guān)的雙熱絲焊接系統(tǒng)框圖

圖5gmaw直流電源和交流熱絲電源的工作原理圖

圖6無電子開關(guān)單熱絲電路系統(tǒng)框圖

圖7含有第一套電子開關(guān)的單熱絲焊接系統(tǒng)框圖

圖8含有第二套電子開關(guān)的單熱絲焊接系統(tǒng)框圖

圖9交流熱絲電源輸出電流波形圖

圖10gmaw電源輸出電流波形圖

圖11焊槍的幾種擺放位置

圖1中左右分別為gmaw電源和熱絲電源，gmaw電源的正極與第二焊槍相連，負(fù)極與母材相連，交流熱絲電流一端與第一焊槍相連，另一端與第三焊槍相連。

圖2中br1、br2——整流橋電路，c1、c2——電容器，q1～q10——功率開關(guān)管，b1、b2——變壓器，d1～d6——二極管，l1、l2、l3——電感器；lem1、lem2——電流采樣器，lem3——電壓采樣器，1——mag電流輸出電路的驅(qū)動(dòng)電路，2——mag電流輸出電路電流采樣及濾波，3——電壓采樣及濾波，4——熱絲電流輸出電路電流采樣及濾波，5——二次逆變驅(qū)動(dòng)電路，6——熱絲電流輸出電路的驅(qū)動(dòng)電路，7——mag恒流輸出電路，8——熱絲二次逆變電路，9——熱絲電流輸出電路。10——dsp控制系統(tǒng)(數(shù)字信號處理控制系統(tǒng))，11——人機(jī)界面，12——送絲系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

單熱絲焊接設(shè)備和雙熱絲焊接設(shè)備工作原理一致，以雙熱絲設(shè)備原理圖為例，并結(jié)合附圖說明和具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：

該系統(tǒng)由gmaw焊接電弧作為主弧，流經(jīng)兩根熱絲的交流電控制gmaw電弧擺動(dòng)，主電弧在母材和gmaw焊槍之間持續(xù)導(dǎo)通，當(dāng)熱絲電流在第一焊槍和第三焊槍之間存在并來回切換時(shí)，受電磁力影響可以實(shí)現(xiàn)電弧擺動(dòng)。當(dāng)三把焊槍同時(shí)工作時(shí)，能夠提高熔敷效率，實(shí)現(xiàn)高效焊接。由于可以調(diào)節(jié)熔池長度，所以該種工藝相比于單熔化極焊接可以減少焊縫中的氣孔，降低最小焊接熱輸入，提高熔敷率，從而應(yīng)用于常規(guī)焊接無法解決的高效、焊縫質(zhì)量要求的焊接工藝問題。

如圖1、圖2所示，雙弧復(fù)合焊接系統(tǒng)由gmaw恒流輸出電路，熱絲電流輸出電路，熱絲電流二次逆變電路組成。三相交流電由輸入端子輸入，經(jīng)整流橋電路br2整流與電容濾波后變?yōu)槠街钡闹绷麟?，得到的直流電?jīng)逆變電路轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l方波電壓，經(jīng)變壓器降壓后再由二極管d3、二極管d4、二極管d5、二極管d6、雙胞電感l(wèi)2、l3、igbt(q9、q10)組成的熱絲二次逆變電路，電路獲得穩(wěn)定的交流電。該交流電分兩個(gè)端子輸出，其中，二極管d3的a端、二極管d5的k端與變壓器b2副邊的第3端相連，二極管d4的a端、二極管d6的k端與變壓器b2副邊的第5端相連，二極管d3的k端、二極管d4的k端與電感l(wèi)2的一端相連，二極管d5的a端、二極管d6的a端與電感l(wèi)3的一端相連，功率開關(guān)管q9集電極c端與電感l(wèi)2的二端相連，發(fā)射極e端與1號送絲機(jī)、功率開關(guān)管q10集電極c端相連；功率開關(guān)管q10集電極e端與電感l(wèi)3的二端相連，3號送絲機(jī)與變壓器b2副邊的第4端相連。mag恒流輸出電路的正負(fù)輸出端則分別接到第二焊槍和母材上。第二焊槍和母材之間的電弧是焊接主弧，是連續(xù)電弧，當(dāng)q9與q10這兩個(gè)開關(guān)管交替導(dǎo)通工作時(shí)，電弧在第二焊槍兩側(cè)擺動(dòng)。通過調(diào)節(jié)兩個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間，可以調(diào)節(jié)電弧擺動(dòng)頻率，以利于控制熔池長度。

在本發(fā)明中，所述gmaw恒流輸出電路由整流橋br1，濾波電容c1，開關(guān)管q1～q4構(gòu)成的全橋電路、變壓器b1、二極管d1、二極管d2、電感l(wèi)1組成。其各端子之間的連接為三相交流電的u端，v端，w端分別與整流橋br1的第1端，第2端，第3端相連，整流橋br1的第4端，第5端之間并聯(lián)有濾波電容c1，整流橋電路br1的第4端與功率開關(guān)管q1的集電極c端、功率開關(guān)管q2的集電極c端相連，整流橋電路br1的第5端與功率開關(guān)管q3的發(fā)射極e端、功率開關(guān)管q4的發(fā)射極e端相連；功率開關(guān)管q1的發(fā)射極e端、功率開關(guān)管q3的集電極c端與變壓器b1原邊的第1端相連，功率開關(guān)管q2的發(fā)射極e端、功率開關(guān)管q4的集電極c端與變壓器b1原邊的第2端相連；變壓器b1副邊的第3端與二極管d1的a端相連，變壓器b1副邊的第4端與電源輸出端負(fù)極相連，該端外接母材。變壓器b1副邊的第5端與二極管d2的a端相連；二極管d1的k端、二極管d2的k端經(jīng)電感l(wèi)1與電源輸出端正極相連，該端外部和主焊槍第二焊槍相連。

gmaw恒流發(fā)生電路將三相交流電連接到整流模塊br1，然后經(jīng)c1濾波，后將直流電經(jīng)功率開關(guān)管q1～q4構(gòu)成的逆變電路逆變?yōu)榻涣麟姡?jīng)變壓器b1降壓后再經(jīng)過二極管d1，二極管d2整流后，輸出穩(wěn)定的直流電，其方向?yàn)橛呻娫摧敵龆苏龢O經(jīng)第二焊槍，電弧，母材，流回電源輸出端負(fù)極。

在本發(fā)明中，所述熱絲電流輸出電路由整流橋br2，濾波電容c2，功率開關(guān)管q5-q8構(gòu)成的全橋電路、變壓器b2組成。其各端子之間的連接為：三相交流電的u端、v端、w端分別與整流橋br2的第1端、第2端、第3端相連，整流橋br2的第4端、第5端之間并聯(lián)有濾波電容c2。整流橋的第4端連接至功率開關(guān)管q5的集電極c端、功率開關(guān)管q6的集電極c端，整流橋電路的第5端連接至功率開關(guān)管q7的發(fā)射極e端、功率開關(guān)管q8的發(fā)射極e端；功率開關(guān)管q5的發(fā)射極e端、功率開關(guān)管q7的集電極c端與變壓器b2原邊的第1端相連，功率開關(guān)管q6的發(fā)射極e端、功率開關(guān)管q8的集電極c端與變壓器b2原邊的第2端相連；二極管d3的a端、二極管d5的k端與變壓器b2副邊的第3端相連，二極管d4的a端、二極管d6的k端與變壓器b2副邊的第5端相連，二極管d3的k端、二極管d4的k端與電感l(wèi)2的一端相連，二極管d5的a端、二極管d6的a端與電感l(wèi)3的一端相連，功率開關(guān)管q9集電極c端與電感l(wèi)2的二端相連，發(fā)射極e端與1號送絲機(jī)、功率開關(guān)管q10集電極c端相連；功率開關(guān)管q10集電極e端與電感l(wèi)3的二端相連，第三焊槍與變壓器b2副邊的第4端相連。

功率開關(guān)管q10導(dǎo)通，q9關(guān)斷時(shí)：當(dāng)功率開關(guān)管q6、q7導(dǎo)通的情況下，電流由變壓器b2的第4端流出，分別經(jīng)過第三焊槍、母材、第一焊槍，再經(jīng)過功率開關(guān)q10，電感l(wèi)3、二極管d5最終流回到變壓器b2的第3端，主電弧偏向第三焊槍。當(dāng)功率開關(guān)管q5、q8導(dǎo)通的情況下，電流由變壓器b2的第4端流出，分別經(jīng)過第三焊槍、母材、第一焊槍，再經(jīng)過功率開關(guān)q10，電感l(wèi)3、二極管d6最終流回到變壓器b2的第5端，主電弧偏向第三焊槍。

功率開關(guān)管q10關(guān)斷，q9導(dǎo)通時(shí)：當(dāng)功率開關(guān)管q6、q7導(dǎo)通的情況下，電流由變壓器b2的第5端流出，分別經(jīng)過二極管d4、電感l(wèi)2、功率開關(guān)q9，再經(jīng)過第一焊槍、母材、第三焊槍，最終流回到變壓器b2的第4端，主電弧偏向第一焊槍。當(dāng)功率開關(guān)管q5、q8導(dǎo)通的情況下，電流由變壓器b2的第3端流出，分別經(jīng)過二極管d3、電感l(wèi)2、功率開關(guān)q9，再經(jīng)過第一焊槍、母材、第三焊槍，最終流回到變壓器b2的第4端，主電弧偏向第一焊槍。

由以上過程分析可知，當(dāng)功率開關(guān)管q10導(dǎo)通，功率開關(guān)管q9關(guān)斷時(shí)，無論變壓器b2原邊的工作狀態(tài)如何，副邊一側(cè)電流均由變壓器b2的第4端流出，分別經(jīng)過第三焊槍、母材、第一焊槍，再經(jīng)過功率開關(guān)q10，電感l(wèi)3、回到變壓器，主電弧偏向第三焊槍。當(dāng)功率開關(guān)管q9導(dǎo)通，功率開關(guān)管q10關(guān)斷時(shí)，無論變壓器b2原邊的工作狀態(tài)如何，副邊一側(cè)電流均經(jīng)過二極管d4、電感l(wèi)2、功率開關(guān)q9，再經(jīng)過第一焊槍、母材、第三焊槍，最終流回到變壓器b2的第4端，主電弧偏向第一焊槍。

綜上所述，主電弧的偏轉(zhuǎn)方向通過q9、q10的導(dǎo)通關(guān)斷來控制，當(dāng)q9導(dǎo)通、q10關(guān)斷時(shí)主電弧偏向第一焊槍，當(dāng)q10導(dǎo)通、q9關(guān)斷時(shí)主電弧偏向第三焊槍。

gmaw恒流輸出電路與熱絲電流輸出電路，采用pwm(pulsewidthmodulation)控制技術(shù)?？刂乒β书_關(guān)管q1～q4的導(dǎo)通與關(guān)斷，調(diào)整占空比，即可控制gmaw恒流輸出電路輸出電流的大小?？刂乒β书_關(guān)管q5～q8的導(dǎo)通與關(guān)斷，調(diào)整占空比，即可調(diào)整熱絲電流輸出電路輸出電流的大小。

圖3和圖4所示為雙熱絲焊接系統(tǒng)的兩種電子開關(guān)的電路系統(tǒng)框圖。圖7和圖8所示為單熱絲焊接系統(tǒng)的兩種電子開關(guān)的電路系統(tǒng)框圖。

為了實(shí)現(xiàn)高效且焊縫性能良好的目的，實(shí)驗(yàn)采用一套交流熱絲電流下拉裝置。交流熱絲電流下拉裝置有兩種方案：方案(1)：功率開關(guān)管q11和q12都導(dǎo)通時(shí)，交流熱絲電流即可從變壓器負(fù)邊的中心抽頭通過功率開關(guān)管q11和二極管d8流向母材，也可從母材通過功率開關(guān)管q12和二極管d7流向變壓器負(fù)邊的中心抽頭；功率開關(guān)管q11和q12都關(guān)斷時(shí)，熱絲電流直接流過電阻r1；方案(2)：功率開關(guān)管q13導(dǎo)通時(shí)，交流熱絲電流即可從變壓器負(fù)邊的中心抽頭通過二極管d10、功率開關(guān)管q13和二極管d11流向母材，也可從母材通過二極管d9、功率開關(guān)管q13和二極管d12流向變壓器負(fù)邊的中心抽頭；功率開關(guān)管q13關(guān)斷時(shí)，熱絲電流不再流過功率開關(guān)管q13，而是流過電阻r2。方案1與方案2相比較，方案1結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是功耗?。环桨?結(jié)構(gòu)簡單，但是功耗大。

圖9為交流熱絲電源輸出的電流波形圖，圖10為gmaw電源輸出電流波形圖。

如圖3所示為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖，gmaw恒流輸出電路由整流橋br1、電容器c1、功率開關(guān)管q1～q4、變壓器b1、二極管d1、二極管d2、電感l(wèi)1組成。熱絲電流輸出電路由整流橋br2、電容c2、功率開關(guān)管q5～q8、變壓器b2、二極管d5、二極管d6、二極管d7、二極管d8、雙胞電感l(wèi)2、l3，功率開關(guān)管q9、q10組成。gmaw恒流輸出電路的驅(qū)動(dòng)電路(1)連接在dsp控制系統(tǒng)(數(shù)字信號處理控制系統(tǒng))(10)與功率開關(guān)管q1～q4之間，gmaw恒流輸出電路電流采樣及濾波(2)連接在電流采樣器lem1與dsp控制系統(tǒng)(數(shù)字信號處理控制系統(tǒng))(10)之間，gmaw恒流輸出電路電壓采樣及濾波電路(3)連接在電壓采樣器lem3與dsp控制系統(tǒng)(數(shù)字信號處理控制系統(tǒng))(10)之間，熱絲電流輸出電路電流采樣及濾波(4)連接在電流采樣器lem2與dsp控制系統(tǒng)(數(shù)字信號處理控制系統(tǒng))(10)之間，熱絲電流二次逆變切換驅(qū)動(dòng)電路(5)連接在dsp控制系統(tǒng)(數(shù)字信號處理控制系統(tǒng))(10)與功率開關(guān)管q9，功率開關(guān)管q10之間，熱絲電流輸出電路驅(qū)動(dòng)電路(6)連接在dsp控制系統(tǒng)(數(shù)字信號處理控制系統(tǒng))(10)與功率開關(guān)管q5～q8之間。人機(jī)界面(11)與dsp控制系統(tǒng)(數(shù)字信號處理控制系統(tǒng))(10)相連。在工作過程中，電流采樣器lem1，電流采樣器lem2分別對所在電路的電流進(jìn)行采樣，電壓采樣器lem3將采樣結(jié)果送給dsp控制系統(tǒng)(數(shù)字信號處理控制系統(tǒng))(10)，dsp控制系統(tǒng)(數(shù)字信號處理控制系統(tǒng))(10)將采樣結(jié)果與人機(jī)界面(7)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行比較運(yùn)算，傳遞信號給gmaw恒流輸出電路驅(qū)動(dòng)電路(1)，熱絲電流輸出電路的驅(qū)動(dòng)電路(6)，分別調(diào)節(jié)功率開關(guān)管q1～q4，功率開關(guān)管q5～q8的占空比，最終實(shí)現(xiàn)輸出電流參數(shù)與人機(jī)界面(11)設(shè)定值相等，并且dsp控制系統(tǒng)(數(shù)字信號處理控制系統(tǒng))(10)發(fā)送信號給熱絲電流二次逆變切換驅(qū)動(dòng)電路(5)，控制功率開關(guān)管q9，功率開關(guān)管q10的開通與關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)不同頻率的熱絲電流輸出，由于熱絲電流輸出回路的切換是通過功率開關(guān)的開通與關(guān)斷實(shí)現(xiàn)的，所以此種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以容易實(shí)現(xiàn)不同頻率調(diào)節(jié)，控制熔池長度。