專(zhuān)利名稱(chēng):半自動(dòng)熱絲惰性氣體保護(hù)鎢極弧焊設(shè)備的制作方法
本發(fā)明涉及到TIG(鎢極惰性氣體保護(hù))弧焊設(shè)備，具體地涉及到適合于進(jìn)行半自動(dòng)熱絲TIG電弧的焊接。
圖1為常規(guī)技術(shù)中自動(dòng)TIG焊接的一例，其中所示的熱絲TIG弧焊設(shè)備的布置表明焊絲是在激歷和加熱的條件下喂送的。直流弧焊電源3被接在鎢電極1和基焊件2之間，并且在氬氣保護(hù)中以鎢電極做為負(fù)極而生成電弧，焊絲5由送絲設(shè)備6饋送，它經(jīng)過(guò)導(dǎo)管7、焊絲導(dǎo)向器9和接在導(dǎo)管7上的焊咀8而被送到產(chǎn)生電弧的部位，并且同基焊件2發(fā)生接觸。在這種情況中，焊接電源10被接通到焊咀8與基焊件2之間的部位，于是直流或交流電流流經(jīng)焊絲5而產(chǎn)生焦耳熱，借此熱量加速了焊絲5的熔化速度。
在進(jìn)行普通的手動(dòng)TIG焊接中，當(dāng)需要熔敷金屬時(shí)，左手持一根焊條(例如直徑2mm，長(zhǎng)600mm)而右手持一個(gè)TIG弧焊槍?zhuān)璐嗽谑謩?dòng)饋送熔敷金屬的同時(shí)而進(jìn)行焊接。另一方面在進(jìn)行自動(dòng)TIG焊接的情況中，利用常電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)送絲設(shè)備來(lái)喂送焊絲，其中焊絲喂管和TIG弧焊槍固定地夾在臺(tái)架上，而該臺(tái)架則被裝在焊接用的電焊車(chē)上。
眾所周知半自動(dòng)TIG焊接為介乎上述兩種焊接方法之間的一種。圖2即為市場(chǎng)供應(yīng)的一種半自動(dòng)TIG焊槍?zhuān)摵笜尩慕Y(jié)構(gòu)為，焊絲導(dǎo)向器9被半固定地裝在可移動(dòng)的TIG焊槍架11上，并且焊絲借助送絲設(shè)備以一預(yù)定速率自動(dòng)喂送。由于必需將焊絲5的前端送到電弧4所形成的熔池12中的適當(dāng)位置，所以TIG焊槍架11裝上了調(diào)節(jié)器13，以便細(xì)調(diào)焊位。焊工用左手操作一個(gè)裝在送絲設(shè)備的遠(yuǎn)方控制盒上的按紐來(lái)調(diào)節(jié)送絲率，同時(shí)右手持住焊槍14并且調(diào)節(jié)焊槍位置。在冷絲法焊接的情況中焊絲5通常不激歷也不加熱，焊絲5被從焊接的進(jìn)行方向同向地送入。然而，在熱絲法中焊絲5受激歷和加熱，它被從相對(duì)于焊接進(jìn)行方向的后面送入。
在圖2所示的焊接法中，在焊接進(jìn)行中改變焊接進(jìn)行方向時(shí)，需要同時(shí)也改變送絲位置，這只能以調(diào)節(jié)該調(diào)節(jié)器13的左手去調(diào)節(jié)焊絲5的送入位置，但是，在TIG焊接中電弧4需要精密控制其弧長(zhǎng)時(shí)，則很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)此精密控制和前述焊絲位置的調(diào)節(jié)，終歸是在焊接進(jìn)程中調(diào)節(jié)器13利用不上，結(jié)果，在操作焊槍中不可避免成為只能操作改變焊槍14的方向來(lái)改變焊接進(jìn)行方向。再者，在圖2中為了利用焊槍14來(lái)取得合適的焊接狀態(tài)，必需對(duì)焊絲5的前端浸到熔池12中的位置保持在最佳位置，但當(dāng)在焊槍14和基焊件2之間所形成的角度改變時(shí)，則該焊絲5的前端浸到熔池12中的位置改變很大?？傊畱?yīng)掌握焊槍14的角度使維持為常數(shù)。
如上所述，在半自動(dòng)TIG焊接中，焊絲導(dǎo)向器9被固定在TIG焊槍架11上，焊槍14的活動(dòng)是有限的，并且在焊接操作中自由度總歸受到很大的妨礙。然而，若焊絲導(dǎo)向器9與TIG焊槍導(dǎo)向器11子離，則在進(jìn)行焊接時(shí)TIG焊槍架11就需持在右手而焊絲導(dǎo)向器9被持在左手，這時(shí)出現(xiàn)的缺點(diǎn)是，兩只手全被占用了，故而對(duì)焊絲5的送絲率的調(diào)節(jié)以及對(duì)電弧電流的調(diào)整所需的遠(yuǎn)方操作便無(wú)力進(jìn)行了。
根據(jù)上述原因，接槍14，其中包括圖2所示的焊槍架11和焊絲導(dǎo)向器9，是整體形成的，這樣就能用一只手掌握，但是，焊槍14的可控性不是很好的。結(jié)果，這種半自動(dòng)TIG焊接，盡管其溍有很大的需要然而卻未被廣泛應(yīng)用。
本發(fā)明已研究出克服先有技術(shù)中的上述缺點(diǎn)，并旨在提供出一種TIG焊接設(shè)備，將它用在自動(dòng)送絲的TIG焊接中，以一只手持焊絲導(dǎo)向器，另只手持TIG弧焊槍?zhuān)芊奖愕剡M(jìn)行焊接。
為此目的，本發(fā)明特設(shè)計(jì)了一種半自動(dòng)熱絲TIG焊接設(shè)備，其中包括有一個(gè)可移動(dòng)的TIG弧焊槍;
一個(gè)可移動(dòng)的送絲焊把;
一個(gè)熱絲轉(zhuǎn)換電源，用于激歷所述的TIG弧焊槍、所述的送絲焊槍和基焊件。
一個(gè)送絲設(shè)備，用于將焊絲以所期望的速率送到送絲焊把上;
一個(gè)焊接狀態(tài)控制裝置，用于控制焊絲加熱功率，以便使焊絲得到與送絲率匹配的加熱功率;
一個(gè)聲音鑒別控制裝置，用于監(jiān)別從焊工發(fā)出的整定焊接狀態(tài)的聽(tīng)覺(jué)信號(hào)及將此信號(hào)送到所述的焊接狀態(tài)控制裝置中。
按照本發(fā)明，焊接操作是以一只手持送絲焊把和另只手持TIG弧焊槍來(lái)進(jìn)行的，所以，電弧和焊絲所插入的位置能按照期望進(jìn)行調(diào)節(jié)，雖然兩手都被占用，但是命令可由聲音發(fā)出、所以焊接狀態(tài)的調(diào)節(jié)，例如焊弧電流的調(diào)整和送絲率的調(diào)節(jié)都能在焊接中迅速兌現(xiàn)。再者，焊工能以即時(shí)改變送絲率的方法適應(yīng)焊絲的各種變化，所以，焊接能進(jìn)行得猶如利用焊條進(jìn)行手工TIG焊接時(shí)一樣的感覺(jué)。
圖1為解釋一般應(yīng)用的熱絲TIG焊接設(shè)備布置的視圖;
圖2為解釋常規(guī)的半自動(dòng)TIG焊槍?xiě)?yīng)用狀態(tài)的視圖;
圖3為解釋本發(fā)明的半自動(dòng)TIG焊接設(shè)備各部件的配置圖;
圖4為本發(fā)明用的焊接電源輸出電流的解說(shuō)圖;
圖5為本發(fā)明TIG弧焊接的控制系統(tǒng)方框圖;
圖6為例述焊絲加熱功率與焊絲熔融率之間關(guān)系的曲線(xiàn);
圖7為說(shuō)明焊絲伸出長(zhǎng)度與其電阻值之間的關(guān)系曲線(xiàn);
圖8為按照本發(fā)明進(jìn)行控制送絲率與焊絲伸出長(zhǎng)度匹配的關(guān)系曲線(xiàn);以及圖9為本發(fā)明的設(shè)備根據(jù)聲音指令操作時(shí)各部分動(dòng)作的方框圖;
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)解釋。
圖3說(shuō)明本發(fā)明適于半自動(dòng)TIG焊接用熱絲轉(zhuǎn)換TIG焊接電源進(jìn)行工作的各部件配置關(guān)系。
在圖3中，一具手動(dòng)TIG弧焊槍17，一具手動(dòng)送絲焊把18和一塊基焊件2都被分別接于熱絲轉(zhuǎn)換TIG焊接電源15，并從這里取得激發(fā)TIG焊弧和加熱焊絲用的電流;一臺(tái)送絲設(shè)備16對(duì)送絲焊把18喂送焊絲;電源15中并有一臺(tái)焊接狀態(tài)控制裝置23，它與送絲設(shè)備16和聲音監(jiān)別控制裝置22分別有電氣連接;焊工用的保護(hù)面罩19設(shè)有用液晶體作的弧光防護(hù)過(guò)濾器20，它以電操作變黑或透亮;以及一個(gè)麥克風(fēng)21，它被置于面罩里靠近焊工的咀處。焊工發(fā)出的聲音被麥克風(fēng)21檢測(cè)到并送入聲音監(jiān)別控制裝置22中，在這里形成與聲音相對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)，然后傳送到并在焊接電源15內(nèi)的焊接狀態(tài)控制裝置23中。
當(dāng)焊接行到電弧4的位置，并企圖如前所述用雙手調(diào)節(jié)送絲5時(shí)，這在普通的熱絲TIG焊接的情況中，電弧4開(kāi)始受到流經(jīng)焊絲5的加熱焊絲電流產(chǎn)生的電磁吹弧作用，并出現(xiàn)了這樣的缺點(diǎn)，即在TIG弧焊槍17的鎢極和焊絲5之間的位置關(guān)系產(chǎn)生隨機(jī)的變改，結(jié)果電磁吹弧條件不穩(wěn)定，從而得不到所期望的穩(wěn)定焊接，在本實(shí)施例中，利用熱絲轉(zhuǎn)換TIG焊接電源作為熱絲TIG焊接的電源從而消除了這一缺點(diǎn)。
圖4說(shuō)明了熱絲轉(zhuǎn)換TIG焊接法的原理，在此熱絲轉(zhuǎn)換TIG焊接法中應(yīng)用了脈沖電弧，如圖4所示，在電弧為峰值電流期間Tp內(nèi)焊絲中不流過(guò)電流，焊絲電流只通過(guò)一預(yù)定時(shí)間間隔tw，而tw只是弧電流很低的基本電流時(shí)間間隔Tb中的一部分，由于這一安排，雖然在弧電流很低的基本電流時(shí)間間隔Tb內(nèi)產(chǎn)生了電磁吹弧，并且有一小部分被分配給熔融基焊件，然而焊絲在峰值電流時(shí)間間隔TP期間則不流過(guò)電流，而把它們分配給基焊件進(jìn)行大量熔融，借此而無(wú)電磁吹弧產(chǎn)生。采用了這種方法，成為熱絲TIG焊接中一大問(wèn)題的電磁吹弧問(wèn)題基本上被消除。結(jié)果，甚至在弧長(zhǎng)被增大、焊絲電流被提高以及插入焊絲的角度和位置在變化的情況下，該熱絲TIG焊接幾乎也能象一般冷焊接情況一樣的完成。
現(xiàn)在來(lái)看半自動(dòng)焊接，其中焊絲5是在一預(yù)定速率下自動(dòng)喂送的，這時(shí)要使焊絲的實(shí)際熔融率與送絲率得到平衡是一極大的困難。例如，當(dāng)送絲率比其熔融率稍微快些的時(shí)候，則焊絲5的伸出長(zhǎng)度加大，并且位于送絲焊把18前端部上用于激歷焊絲的焊咀8和基焊件之間的距離，也即伸出長(zhǎng)度e逐漸增大，以致不能進(jìn)行正常焊接。相反，如果送絲率稍小于熔融率，則常常發(fā)生焊絲與基焊件分離的現(xiàn)象，當(dāng)焊絲前端與基焊料分離時(shí)，則焊絲的前端被電弧熔融而后形成一大熔滴，所以焊接也無(wú)法正常進(jìn)行。尤其是在熱絲TIG焊接法中，通常伸出尺寸e被保持為恒定，并被有效地控制到使加到焊絲上的電壓或電流符合送絲率的要求。但是，由于送絲焊把是手把持的，所以很難掌握該伸出長(zhǎng)度e為常數(shù)。當(dāng)此伸出尺寸變化時(shí)，由于送絲率與所得的功率之間關(guān)系的不平衡，故也使焊接變得困難。這項(xiàng)缺點(diǎn)是能夠克服的，即有效地控制焊絲電流，忽略尺寸e而恒定地符合送絲率要求送加熱焊絲的功率即可。
圖5流程圖部分地說(shuō)明組裝成熱絲轉(zhuǎn)換TIG焊接電流15的接狀態(tài)控制裝置23的工作流程。焊工整定好電弧的峰值電流IP及其時(shí)間間隔TP、基本電流Ib及其時(shí)間間隔Tb、基準(zhǔn)送絲率、功率因數(shù)以及使其適合于焊接對(duì)象所期望的數(shù)值，然后開(kāi)始焊接操作，聲音監(jiān)別控制裝置22收到焊工的聲音指令后傳送到焊接狀態(tài)控制裝置23中，借此即能使出乎上述各因數(shù)的電弧峰值電流、基準(zhǔn)送絲率和功率因數(shù)在焊接期間有效地變化?，F(xiàn)在已根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定出在無(wú)電弧下焊絲被激歷和加熱時(shí)在焊絲加熱功率和焊絲熔融率之間的關(guān)系基本上為直線(xiàn)組成的關(guān)系，甚至在焊件性質(zhì)不同時(shí)，也僅是改變這些比例常數(shù)而已，至于該直線(xiàn)關(guān)系則仍然保持。實(shí)際上在焊接期間，由于從電弧來(lái)的輻射熱，從熔池來(lái)的熱，與電弧等離子體等類(lèi)的熱量，其絕大部分都傳到焊絲上。這些熱量都可以隨著焊絲的插入位置和插入角度不同而改變，但是，當(dāng)這些位置和角度恒定時(shí)，這些熱量基本上就可以認(rèn)為與弧電流成比例，因此，如果檢測(cè)出實(shí)際的送絲率和弧電流，則焊絲加熱功率即可由下式確定P＝20·K·V+Iam式中P為加熱焊絲所需的功率，以W(瓦)表示，K為可變的功率因數(shù)，對(duì)直徑為1.2mm的軟鋼焊絲它接近1。
V為送絲率，以g/min(克/分鐘)表示，Iam為平均弧電流，以A(安培)表示。
如圖4所示焊絲通過(guò)脈沖電流，檢測(cè)出加在焊頭8和基焊件2之間的伸出部分的電壓和電流后，即能從通過(guò)該焊絲的瞬時(shí)電壓和電流值的乘積求出焊絲加熱功率，將實(shí)時(shí)的焊絲加熱功率平均值與前述的所需加熱功率進(jìn)行比較，通過(guò)對(duì)焊絲電流的脈沖寬度tw進(jìn)行反饋控制，于是即能使前者和后者獲得很好的平衡。然后，焊工可根據(jù)監(jiān)視著的焊絲熔融狀態(tài)，通過(guò)聲音改變功率因數(shù)K，所以焊絲的熔融狀態(tài)即能得到細(xì)調(diào)。如上所述恒定地加上與送絲率相匹配的加熱功率，所以甚至伸出長(zhǎng)度化，而焊絲的熔融狀態(tài)也能時(shí)時(shí)地被保持在最佳值。
在利用前述的聲音監(jiān)別控制裝置的雙手半自動(dòng)TIG焊接法中，與利用焊條的手動(dòng)TIG焊接相比較來(lái)說(shuō)，較難于快速或細(xì)微地改變送絲率。但通過(guò)如下所述的掌握住焊弧的伸出長(zhǎng)度和送絲率的相對(duì)關(guān)系，即能克服上述缺點(diǎn)。更詳細(xì)地說(shuō)，在熱絲TIG焊接期間，檢測(cè)出焊咀8與基焊件2之間的焊絲電流和電壓的波形，輸入到一只分壓器電路中，在其中求得對(duì)應(yīng)該焊絲伸出部分的電阻值，憑經(jīng)驗(yàn)的斷定，在對(duì)數(shù)計(jì)算紙上繪出在熱絲電阻值與伸出長(zhǎng)度之間一個(gè)較寬范圍的基本上為直線(xiàn)的關(guān)系，這是在激歷期間并忽略了送絲率、焊絲的峰值電流及脈沖周期等因素的條件下加熱得出的，有如圖7所示，圖8中的曲線(xiàn)是對(duì)直徑為1.2mm的軟鋼焊絲所作的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在實(shí)際進(jìn)行雙手半自動(dòng)TIG焊接時(shí)，對(duì)伸出尺寸e為10mm到100mm的范圍焊接操作比較容易完成，特別是對(duì)尺寸e為20mm到30mm范圍內(nèi)的焊接操作執(zhí)行起來(lái)最為方便。那么對(duì)應(yīng)于伸出長(zhǎng)度為20mm到30mm的范圍，就用作基準(zhǔn)送絲率;當(dāng)伸出尺寸為10mm及以下時(shí)，即可采用200%的基準(zhǔn)送絲率;而當(dāng)尺寸為大于50mm時(shí)，送絲率置0，也即停止送絲。至于對(duì)其它的伸出尺寸，對(duì)上述各因數(shù)繪成另外直線(xiàn)而形成一條折線(xiàn)關(guān)系曲線(xiàn)，結(jié)果送絲率即接此曲線(xiàn)與伸出長(zhǎng)度相匹配地變化。實(shí)際上，焊接狀態(tài)控制裝置23是這樣工作的，即檢測(cè)出焊絲的電阻來(lái)代替該伸出長(zhǎng)度，然后對(duì)應(yīng)此檢測(cè)出的電阻值確定出需要改變的送絲率。
此外，甚至在伸出長(zhǎng)度較短時(shí)，有時(shí)候焊絲5的前端會(huì)由于手搖晃或焊絲過(guò)熱而離開(kāi)焊池12，焊接狀態(tài)控制裝置23已被考慮到這點(diǎn)而這樣的構(gòu)成，即根據(jù)焊絲的電壓波形檢測(cè)出焊絲與基焊件的分離，并且，如果分離的時(shí)間為1sec或以下，則保持住分離前瞬間的送絲率;若分離的時(shí)間大于1sec，則表明有停止送絲信號(hào)發(fā)出并且停止送絲。
如上所述，以所確定的最后送絲率條件開(kāi)始驅(qū)動(dòng)送絲設(shè)備16。
圖9為示于圖3中用聲音指令操作該設(shè)備的步驟流程圖，下面將參照該流程圖說(shuō)明圖3所示設(shè)備的行為。
首先，在開(kāi)始焊接之前，焊工利用接在焊接電源上的焊接狀態(tài)控制裝置23整定好焊接狀態(tài)，使基準(zhǔn)焊接狀態(tài)，例如弧電流和送絲率整定到適合于被焊對(duì)象所需要的數(shù)值。
接著，焊工戴上焊接用面罩19進(jìn)入點(diǎn)弧階段，然后，右手持住TIG弧焊槍17，左手拿住送絲焊把18，此時(shí)電弧保護(hù)過(guò)濾器20保持透明狀態(tài)，故焊工容易觀察到點(diǎn)弧的位置。
然后，當(dāng)焊工發(fā)出“Start”(開(kāi)始)指令時(shí)，在控制器22中的聲音鑒別裝置即動(dòng)作向液晶體發(fā)出一個(gè)電壓信號(hào)，于是焊接面罩19的保護(hù)過(guò)濾器20即變黑，然后它在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間變得足夠黑之后，電弧開(kāi)始指令信號(hào)從控制裝置22被送到焊接電源15中的焊接狀態(tài)裝置23，接到此指令后焊接電源15發(fā)出點(diǎn)弧所需要的高頻高壓，這與普通應(yīng)用者相同，與此同時(shí)施加能形成電弧的電壓，這時(shí)的電弧電流是整定到一預(yù)定的起動(dòng)電流值的。
接著，當(dāng)焊工宣布“main”(主)時(shí)，聲音鑒別裝置如前所述地動(dòng)作，于是電弧電流即被改變到適于焊接工作用的“主弧電流值?！碑?dāng)基焊件熔化到形成一個(gè)熔池12時(shí)，送絲焊把18被送到接近該熔池12，并將焊絲5的前端插進(jìn)熔池12中，此時(shí)，焊接狀態(tài)控制裝置23檢測(cè)到焊絲5和基焊件2之間的短路而發(fā)出送絲指令信號(hào)，然后即在預(yù)置的基準(zhǔn)送絲率下開(kāi)始送絲。
焊接如上述地進(jìn)行，當(dāng)焊工想提高弧電流時(shí)，例如喝一聲“heigh”(高)，那么該指令信號(hào)即被從控制裝置22送到焊接電源15中的焊接狀態(tài)控制裝置23，于是焊弧電流即逐漸升高，當(dāng)弧電流達(dá)到焊工所期望的高度時(shí)，若焊工喝聲“OK”(好)，則弧電流即被保持在該值。同理，當(dāng)希望弧電流降低時(shí)，即可喝道“Low”(低);當(dāng)需加速基準(zhǔn)送絲率時(shí)，即喝“Quick”(快);當(dāng)需降低基準(zhǔn)送絲率時(shí)，即說(shuō)“Slow”(慢)當(dāng)各項(xiàng)所期望的數(shù)值已達(dá)到，焊工即分別宣稱(chēng)“OK”，于是這些相應(yīng)的改變即分別停止，而且分別保持住該值。如上所述，諸如弧電流，送絲率、功率因數(shù)等類(lèi)焊接狀態(tài)即如此地獲得調(diào)當(dāng)送絲焊把18被移到焊絲離開(kāi)基焊件超過(guò)1sec鐘后，焊接狀態(tài)控制裝置23根據(jù)對(duì)它的檢測(cè)而對(duì)送絲設(shè)備16發(fā)出停止送絲信號(hào)，于是送絲被停止。
最后，當(dāng)焊工說(shuō)“Crater”(弧坑)，于是激發(fā)出為處理弧坑的弧信號(hào)。當(dāng)焊工喝“Stop”(停)時(shí)，電弧即消逝，并同時(shí)，保護(hù)過(guò)濾器20變透明，焊接工作即告完成。因此焊工即能在雙手掌握TIG弧焊槍17和送絲焊把18的同時(shí)而調(diào)節(jié)焊接狀態(tài)。
在本實(shí)施例中，就熱絲TIG焊接電源擺脫電磁吹弧所致的不利影響而論，利用了本熱絲轉(zhuǎn)換TIG焊接電源，但本發(fā)明無(wú)必要受此所限，而且其它類(lèi)型的電源，例如脈沖電流加熱焊絲的電源也照舊能用。
雖然已極盡努力導(dǎo)制聲音鑒別裝置在本應(yīng)用中超越個(gè)人音調(diào)的不同，但涉及到個(gè)別焊工的口音的問(wèn)題尚未得到解決。從基本上說(shuō)，使用該焊接設(shè)備的焊工被代換以新焊工時(shí)，希望新焊工對(duì)此聲音鑒別裝置進(jìn)行聲音再訓(xùn)練。
焊接操作常常是在高噪音的環(huán)境下進(jìn)行的，但是由于麥克風(fēng)是放在面罩內(nèi)靠近焊工的嘴處時(shí)，即能避免雜音的影響。
用于監(jiān)視電弧的過(guò)濾器自動(dòng)變黑的自動(dòng)弧光保護(hù)設(shè)備不必只限于用液晶體一種，該設(shè)備可以被帶有機(jī)械打開(kāi)或合上的過(guò)濾器的自動(dòng)弧光保護(hù)設(shè)備來(lái)代替。
這里對(duì)本實(shí)施例須進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的是，為保持基準(zhǔn)送絲率而設(shè)定了伸出部分，甚至在焊工的手無(wú)意識(shí)地稍微晃動(dòng)一下時(shí)，藉此也能維持住基準(zhǔn)送絲率。再者，伸出尺寸越短則送絲越快，而伸出較長(zhǎng)則可送絲稍慢些，藉此甚至在用聲音控制失效時(shí)，仍可以象利用焊條進(jìn)行手動(dòng)TIG焊接一樣地憑感覺(jué)而完成焊接操作。利用改變伸出尺寸來(lái)調(diào)節(jié)送絲率比用聲音指令的情況反映得更快，藉此能較容易地使熔敷的金屬局部地增加或減少，以致使焊接工作能力能適應(yīng)更廣范圍。但當(dāng)送絲率相對(duì)較慢時(shí)，無(wú)意地使焊絲前端趨于與基焊件分離，以致控制可能須與上述相反有效，即當(dāng)伸出部分被變長(zhǎng)時(shí)送絲率加快，當(dāng)伸出被減短時(shí)送絲率要慢，采用這種措施，則焊絲前端無(wú)意地與基焊件分離的次數(shù)就會(huì)減少。
本實(shí)施例已考慮到焊絲端電壓被焊絲電流除的關(guān)系，并以伸出部分的電阻來(lái)調(diào)節(jié)送絲率，但也可采用這樣的措施，即將焊絲電流為脈沖電流時(shí)的峰值整定為常數(shù)，或?qū)⒁徊糠趾附z電流整定為常數(shù)，檢測(cè)這部分的焊絲端電壓并使其與送絲率相對(duì)應(yīng)。
TIG焊接能提供高質(zhì)量的焊接，并具有這樣的特征，即能用于要求各種焊接位置的焊接操作中，故TIG焊接已得到廣泛的應(yīng)用。但是，手動(dòng)TIG焊接，即利用焊條進(jìn)行熔敷金屬，其工作能力是很低的，尤其是常規(guī)的半自動(dòng)TIG焊接方法，其中應(yīng)用了不激勵(lì)的冷焊絲或激勵(lì)的熱焊絲，而且用一只手掌握焊槍?zhuān)笜尩目煽匦院艿?，這種方法實(shí)際上已不甚應(yīng)用。但僅有在本發(fā)明開(kāi)發(fā)之后，此種半自動(dòng)熱絲TIG焊接才容易實(shí)現(xiàn)其高度的控制能力和工作能力，即猶如用常規(guī)的用焊條進(jìn)行手動(dòng)TIG焊接時(shí)一樣的感覺(jué)，而且工作效率問(wèn)題也已被解決，由此而使TIG焊接的實(shí)際應(yīng)用更加廣泛，故本發(fā)明對(duì)工業(yè)界特別有利。
權(quán)利要求
1.一臺(tái)半自動(dòng)熱絲TIG(TungstenInertGas-鎢極惰性氣體保護(hù))焊接設(shè)備，其特征為包括有一個(gè)可移動(dòng)的焊槍?zhuān)灰粋€(gè)可移動(dòng)的送絲焊把；一個(gè)熱絲轉(zhuǎn)換電源，用于激勵(lì)所述的TIG弧焊槍?zhuān)龅乃徒z焊把和基焊件；一個(gè)送絲設(shè)備，用于將焊絲以所期望的速率送到送絲焊把上；其特征為還包括有一個(gè)焊接狀態(tài)控制裝置，用于控制焊絲的加熱功率，以便使焊絲得到與送絲率匹配的加熱功率；以及一個(gè)聲音鑒別控制裝置，用于鑒別從焊工發(fā)出的整定焊接狀態(tài)的聽(tīng)覺(jué)信號(hào)及將此信號(hào)送到所述的焊接狀態(tài)控制裝置中。
2.按照權(quán)利要求
1所述的半自動(dòng)熱絲TJG焊接設(shè)備，其中所述的電源為一脈沖電弧電源，并且僅在電弧的基本電流時(shí)間間隔激勵(lì)焊絲。
3.按照權(quán)利要求
1所述的半自動(dòng)熱絲TIG焊接設(shè)備，還包括有一個(gè)裝置，在其中按照公式P＝20·K·V+Iam來(lái)求取焊絲的加熱功率;式中P是施加的焊絲加熱功率(W)，K是比例常數(shù)，V是送絲率(g/min)，以及Iam是電弧電流的平均值(A);并且將這樣所求得的結(jié)果與實(shí)際檢測(cè)的由焊絲的電流和電壓波形的實(shí)時(shí)乘積得出的焊絲加熱功率的平均值作比較，并且以反饋控制施加到焊絲的功率。
4.按照權(quán)利要求
1所述的半自動(dòng)熱絲TIG焊接設(shè)備，還包括有一個(gè)裝置，在其中根據(jù)焊絲伸出部分的電阻值求得焊絲伸出的長(zhǎng)度，并且以與此伸出長(zhǎng)度相匹配地控制送絲率。
5.按照權(quán)利要求
1所述的半自動(dòng)熱絲TIG焊接設(shè)備，還包括有一個(gè)裝置，在其中在預(yù)定的基準(zhǔn)送絲率條件下取得焊絲伸出長(zhǎng)度，并當(dāng)此伸出被改變?yōu)槌鏊鲩L(zhǎng)度時(shí)，送絲率則按此伸出的變化范圍相匹配地改變。
6.按照權(quán)利要求
5所述的半自動(dòng)熱絲TIG焊接設(shè)備，還包括有一個(gè)裝置，在其中，當(dāng)所述的伸出長(zhǎng)度小于該預(yù)定伸出長(zhǎng)度時(shí)，送絲率被加快，并且當(dāng)所述伸出長(zhǎng)度大于該預(yù)定伸出長(zhǎng)度時(shí)送絲率被減慢。
7.按照權(quán)利要求
5所述的半自動(dòng)熱絲TIG焊接設(shè)備，還包括有一個(gè)裝置，在其中當(dāng)所述的伸出被縮短于預(yù)定伸出長(zhǎng)度時(shí)，送絲率被減慢;而當(dāng)所述伸出被加長(zhǎng)于預(yù)定長(zhǎng)度時(shí)，則送絲率被加快。
8.按照權(quán)利要求
1所述的半自動(dòng)熱絲TIG焊接設(shè)備，還包括有一個(gè)裝置，在其中根據(jù)焊絲電壓的波形檢測(cè)出焊絲從基焊件上分離，并且如果該分離的時(shí)間等于或小于1sec鐘，則保持分離前瞬間的送絲率，若分離時(shí)間大于1sec鐘，則控制作用停止送絲。
9.按照權(quán)利要求
1所述的半自動(dòng)熱絲TIG焊接設(shè)備，還包括有一個(gè)裝置，在其中，當(dāng)為脈沖電流時(shí)焊絲電流的峰值或一部分焊絲電流被整定為常數(shù)，檢測(cè)出所述部分的焊絲端電壓并使其與該送絲率相對(duì)應(yīng)，該送絲率則按所述焊絲端電壓進(jìn)行控制。
專(zhuān)利摘要
半自動(dòng)熱絲TIG焊接設(shè)備包括有:可移動(dòng)的TIG弧焊槍和送絲焊把;激勵(lì)弧焊槍的熱絲轉(zhuǎn)換電源；送絲設(shè)備和基焊件;還有焊接狀態(tài)控制裝置和聲音鑒別控制裝置，分別用于控制焊絲加熱功率與送絲率匹配和根據(jù)焊工的聲音指令控制焊接狀態(tài)。應(yīng)用本發(fā)明，焊工兩手可以分別持送絲焊把和TIG弧焊槍?zhuān)缺阌诎雌谕{(diào)節(jié)電弧和焊絲的插入位置，且仍能用聲控快速方便地調(diào)整弧電流和調(diào)節(jié)送絲率以便調(diào)節(jié)焊接狀態(tài)。
文檔編號(hào)B23K9/10GK86101294SQ86101294
公開(kāi)日1986年9月10日 申請(qǐng)日期1986年2月6日
發(fā)明者勝義堀, 俊春明賀, 美春四宮, 美春祝, 英二渡邊, 和喜草野, 俊明田桑 申請(qǐng)人:巴布考克日立株式會(huì)社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan