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DigitalControlofWeldingCurrentWaveformandArcLengthwithPulsedGMAWByTomoyukiUEYAMAandMelClifford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.TurboPulseDF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TurboPulseDFConventionalType■用数字技术新开发的TurboPulseDF.0A0V电压TpIbTupTdnTb: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IpTb■数字的焊接电流波形控制输出由改变Tb来控制■TurboPulseDF与以前的型号所发生的飞溅的对比焊丝:ER70S-G1.2mm(0.045in.)保护气:20%CO2+Ar焊接速度:120cm(48ipm)/min焊接电流:240A00.511.522324252627焊接电压(V)发生飞溅的数量(g/min）[1g=0.035oz]PreviousmodelTurboPulseDF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)02468100510152025303540IV-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0510152025303540050100150200250300350焊接电流(A)电弧电压(V)-5V/100A-2V/100A0V/100A■TurboPulseDF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00.511.522.533.544.555.566.577.5Time（s）010020030020253035(A)(V)15Averageweldingcurrent：250A Averagearcvoltage：28VTorchup-downcondition：18mm±5mm，0.７Hz00.511.522.533.544.555.566.577.5010020030015202530(A)(V)35ｃｒＡｅｇａｔｏＶｇｎｉｄｌｅＷｔｎｅｒｒｕＣｃｒＡｅｇａｔｏＶｇｎｉｄｌｅＷｔｎｅｒｒｕＣTime（s）TurboPulse350DFConventionalType0.6in.喷嘴导电嘴0.4in.0.8in.50100751719212325焊接电流(A)Previousmodel2513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)/minTurboPulseDF■TurboPulseDF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.)9080706050100200250TurboPulseDFPreviousmodel瞬间起弧率(%)保护气:20%CO2+Ar■起弧/收弧控制及其优点焊渣■TurboPulseDF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■TurboPulseDF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。TurboPulseDF靠“模糊逻辑”控制输出电压来维持这一短路比例。40cm(16ipm)/min120cm(48ipm)/minWithFuzzyWithoutFuzzy■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ITime■TurboPulseDF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(16gauge)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:MildSteel,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:MildSteel,1.6mmt焊丝:ER70S-G,1.2mm(0.045in.)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0102030405010002003004002.5ms60A,22V,焊丝:0.045in.(ER70S-G),保护气:20%CO2-Ar电弧电压(V)焊接电流(A)■TurboPulseDF的一个脉冲一小滴金属过渡■TurboPulseDF的构成DCL+-IfIr-+IaveIaveVsVsVaveIp,Ib,TpTup,Tdn:微处理器的数字化控制Vave＜VsVave=VsVave＞VsVave=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0A0VV(ave)Iave(n-1)nn－１Vs(n)=F{Iave(n-1)}F{}:V-IfunctionCompareVs(n)withV(ave)TbTp■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