半自動熱絲惰性氣體保護鎢極弧焊設備制造技術

半自動熱絲ＴＩＧ焊接設備包括有：可移動的ＴＩＧ弧焊槍和送絲焊把；激勵弧焊槍的熱絲轉換電源；送絲設備和基焊件；還有焊接狀態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焊工的聲音指令控制焊接狀態。應用本發明專利技術，焊工兩手可以分別持送絲焊把和ＴＩＧ弧焊槍，既便于按期望調節電弧和焊絲的插入位置，且仍能用聲控快速方便地調整弧電流和調節送絲率以便調節焊接狀態。（*該技術在2006年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及到TIG(鎢極惰性氣體保護)弧焊設備，具體地涉及到適合于進行半自動熱絲TIG電弧的焊接。圖1為常規技術中自動TIG焊接的一例，其中所示的熱絲TIG弧焊設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，并且在氬氣保護中以鎢電極做為負極而生成電弧，焊絲5由送絲設備6饋送，它經過導管7、焊絲導向器9和接在導管7上的焊咀8而被送到產生電弧的部位，并且同基焊件2發生接觸。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焊絲5而產生焦耳熱，借此熱量加速了焊絲5的熔化速度。在進行普通的手動TIG焊接中，當需要熔敷金屬時，左手持一根焊條(例如直徑2mm，長600mm)而右手持一個TIG弧焊槍，借此在手動饋送熔敷金屬的同時而進行焊接。另一方面在進行自動TIG焊接的情況中，利用常電動機的自動送絲設備來喂送焊絲，其中焊絲喂管和TIG弧焊槍固定地夾在臺架上，而該臺架則被裝在焊接用的電焊車上。眾所周知半自動TIG焊接為介乎上述兩種焊接方法之間的一種。圖2即為市場供應的一種半自動TIG焊槍，該焊槍的結構為，焊絲導向器9被半固定地裝在可移動的TIG焊槍架11上，并且焊絲借助送絲設備以一預定速率自動喂送。由于必需將焊絲5的前端送到電弧4所形成的熔池12中的適當位置，所以TIG焊槍架11裝上了調節器13，以便細調焊位。焊工用左手操作一個裝在送絲設備的遠方控制盒上的按紐來調節送絲率，同時右手持住焊槍14并且調節焊槍位置。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，它被從相對于焊接進行方向的后面送入。在圖2所示的焊接法中，在焊接進行中改變焊接進行方向時，需要同時也改變送絲位置，這只能以調節該調節器13的左手去調節焊絲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時，則很難同時實現此精密控制和前述焊絲位置的調節，終歸是在焊接進程中調節器13利用不上，結果，在操作焊槍中不可避免成為只能操作改變焊槍14的方向來改變焊接進行方向。再者，在圖2中為了利用焊槍14來取得合適的焊接狀態，必需對焊絲5的前端浸到熔池12中的位置保持在最佳位置，但當在焊槍14和基焊件2之間所形成的角度改變時，則該焊絲5的前端浸到熔池12中的位置改變很大。總之應掌握焊槍14的角度使維持為常數。如上所述，在半自動TIG焊接中，焊絲導向器9被固定在TIG焊槍架11上，焊槍14的活動是有限的，并且在焊接操作中自由度總歸受到很大的妨礙。然而，若焊絲導向器9與TIG焊槍導向器11子離，則在進行焊接時TIG焊槍架11就需持在右手而焊絲導向器9被持在左手，這時出現的缺點是，兩只手全被占用了，故而對焊絲5的送絲率的調節以及對電弧電流的調整所需的遠方操作便無力進行了。根據上述原因，接槍14，其中包括圖2所示的焊槍架11和焊絲導向器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。結果，這種半自動TIG焊接，盡管其溍有很大的需要然而卻未被廣泛應用。本專利技術已研究出克服先有技術中的上述缺點，并旨在提供出一種TIG焊接設備，將它用在自動送絲的TIG焊接中，以一只手持焊絲導向器，另只手持TIG弧焊槍，而很方便地進行焊接。為此目的，本專利技術特設計了一種半自動熱絲TIG焊接設備，其中包括有一個可移動的TIG弧焊槍;一個可移動的送絲焊把;一個熱絲轉換電源，用于激歷所述的TIG弧焊槍、所述的送絲焊槍和基焊件。一個送絲設備，用于將焊絲以所期望的速率送到送絲焊把上;一個焊接狀態控制裝置，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;一個聲音鑒別控制裝置，用于監別從焊工發出的整定焊接狀態的聽覺信號及將此信號送到所述的焊接狀態控制裝置中。按照本專利技術，焊接操作是以一只手持送絲焊把和另只手持TIG弧焊槍來進行的，所以，電弧和焊絲所插入的位置能按照期望進行調節，雖然兩手都被占用，但是命令可由聲音發出、所以焊接狀態的調節，例如焊弧電流的調整和送絲率的調節都能在焊接中迅速兌現。再者，焊工能以即時改變送絲率的方法適應焊絲的各種變化，所以，焊接能進行得猶如利用焊條進行手工TIG焊接時一樣的感覺。圖1為解釋一般應用的熱絲TIG焊接設備布置的視圖;圖2為解釋常規的半自動TIG焊槍應用狀態的視圖;圖3為解釋本專利技術的半自動TIG焊接設備各部件的配置圖;圖4為本專利技術用的焊接電源輸出電流的解說圖;圖5為本專利技術TIG弧焊接的控制系統方框圖;圖6為例述焊絲加熱功率與焊絲熔融率之間關系的曲線;圖7為說明焊絲伸出長度與其電阻值之間的關系曲線;圖8為按照本專利技術進行控制送絲率與焊絲伸出長度匹配的關系曲線;以及圖9為本專利技術的設備根據聲音指令操作時各部分動作的方框圖;下面參照附圖對本專利技術的一個實施例進行詳細解釋。圖3說明本專利技術適于半自動TIG焊接用熱絲轉換TIG焊接電源進行工作的各部件配置關系。在圖3中，一具手動TIG弧焊槍17，一具手動送絲焊把18和一塊基焊件2都被分別接于熱絲轉換TIG焊接電源15，并從這里取得激發TIG焊弧和加熱焊絲用的電流;一臺送絲設備16對送絲焊把18喂送焊絲;電源15中并有一臺焊接狀態控制裝置23，它與送絲設備16和聲音監別控制裝置22分別有電氣連接;焊工用的保護面罩19設有用液晶體作的弧光防護過濾器20，它以電操作變黑或透亮;以及一個麥克風21，它被置于面罩里靠近焊工的咀處。焊工發出的聲音被麥克風21檢測到并送入聲音監別控制裝置22中，在這里形成與聲音相對應的指令信號，然后傳送到并在焊接電源15內的焊接狀態控制裝置23中。當焊接行到電弧4的位置，并企圖如前所述用雙手調節送絲5時，這在普通的熱絲TIG焊接的情況中，電弧4開始受到流經焊絲5的加熱焊絲電流產生的電磁吹弧作用，并出現了這樣的缺點，即在TIG弧焊槍17的鎢極和焊絲5之間的位置關系產生隨機的變改，結果電磁吹弧條件不穩定，從而得不到所期望的穩定焊接，在本實施例中，利用熱絲轉換TIG焊接電源作為熱絲TIG焊接的電源從而消除了這一缺點。圖4說明了熱絲轉換TIG焊接法的原理，在此熱絲轉換TIG焊接法中應用了脈沖電弧，如圖4所示，在電弧為峰值電流期間Tp內焊絲中不流過電流，焊絲電流只通過一預定時間間隔tw，而tw只是弧電流很低的基本電流時間間隔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間間隔Tb內產生了電磁吹弧，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間間隔TP期間則不流過電流，而把它們分配給基焊件進行大量熔融，借此而無電磁吹弧產生。采用了這種方法，成為熱絲TIG焊接中一大問題的電磁吹弧問題基本上被消除。結果，甚至在弧長被增大、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。現在來看半自動焊接，其中焊絲5是在一預定速率下自動喂送的，這時要使焊絲的實際熔融率與送絲率得到平衡是一極大的困難。例如，當送絲率比其熔融率稍微快些的時候，則焊絲5的伸出長度加大，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，也即伸出長度e逐漸增大，以致不能進行正常焊接。相反，如果送絲率本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一臺半自動熱絲ＴＩＧ（Ｔｕｎｇｓｔｅｎ－Ｉｎｅｒｔ－Ｇａｓ－鎢極惰性氣體保護）焊接設備，其特征為包括有：一個可移動的焊槍；一個可移動的送絲焊把；一個熱絲轉換電源，用于激勵所述的ＴＩＧ弧焊槍，所述的送絲焊把和基焊件；一個送絲設 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：一個焊接狀態控制裝置，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；以及一個聲音鑒別控制裝置，用于鑒別從焊工發出的整定焊接狀態的聽覺信號及將此信號送到所述 的焊接狀態控制裝置中。

【技術特征摘要】
JP 1985-6-3 118917/85;JP 1985-10-8 153108/85;JP 191.一臺半自動熱絲TIG(TungstenInertGas-鎢極惰性氣體保護)焊接設備，其特征為包括有一個可移動的焊槍；一個可移動的送絲焊把；一個熱絲轉換電源，用于激勵所述的TIG弧焊槍，所述的送絲焊把和基焊件；一個送絲設備，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焊接狀態控制裝置，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；以及一個聲音鑒別控制裝置，用于鑒別從焊工發出的整定焊接狀態的聽覺信號及將此信號送到所述的焊接狀態控制裝置中。2.按照權利要求1所述的半自動熱絲TJG焊接設備，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間間隔激勵焊絲。3.按照權利要求1所述的半自動熱絲TIG焊接設備，還包括有一個裝置，在其中按照公式P＝20·K·V+Iam來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，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果與實際檢測的由焊絲的電流和電壓波形的實時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...

【專利技術屬性】
技術研發人員：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(專利權)人：巴布考克日立株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]