CO2焊是一种重要的焊接方法，具有高效率、低成本的特点。传统的CO2焊接质量受到焊接电源和控制方法的局限，存在飞溅大、成型差和焊接参数需要调节等缺点。近年来，随着弧焊逆变器和微处理器技术等的进步，为提高焊接质量奠定了基础，开发了新的CO2焊接控制方法。目前已经出现了多种方案，但是其效果仍有局限，应用较为困难[1～3]。如何合理地设计CO2焊逆变器和发展控制技术，是目前面临的主要问题。本文对此进行了探讨，提出了技术方案，在电源恒流外特性控制基础上，采用了具有自学习能力的模糊控制，获得了较好的试验效果。
1简单恒压型CO2焊接电源的缺点
对于普通的CO2焊接，大都采用变压器抽头调节的平特性焊机，或恒压控制和晶闸管焊机，配合等速送丝系统进行焊接。虽然可获得一定的弧长自调节能力，但飞溅大、成型差，工艺效果不好。
分析其原因，这是与CO2焊接的物理过程有关。CO2焊接有自由过渡和短路过渡两种形式，且以短路过渡为常用。对于自由过渡，恒压型电源对焊丝的熔滴过渡具有较强的排斥作用，造成其偏向和飞溅，难于应用。对于短路过渡包括短路与燃弧两个状态，恒压型电源通过在主电路串入电感来限制短路电流和提高燃弧能量，但难以很好兼顾。
电弧负载经历着空载、短路和燃弧状态的变化，并且都是正常的工作状态。在短路时，对于电源和负载来说，必然要以控制电流为目标。而在燃弧时，对自动或半自动的CO2焊，需要更合适的弧长控制方法。短路过渡则希望有合适的短路过渡频率，以改善过程稳定性。显然，恒压型电源不符合熔滴过渡过程要求。东光和记娱乐官网首页面焊接设备专业生产各种点焊机，对焊机，缝焊机等各种焊接设备。
2恒流型逆变电源的特点
基于上述分析，本文采用恒流型技术方案，设计了CO2焊接逆变电源。该电源采用IGBT器件和单端正激电路，工作频率20kHz。电路原理如图1所示。电源具有恒流闭环控制系统和可控的电子电抗器特性，以满足CO2焊接过程的电流控制。通过输出状态判断，进行了变结构控制。当电源空载和轻载时，进行脉宽控制，以提高电源的可靠性。当短路时，焊接电流切换为峰值，保证重新燃弧；当弧长波动过大时，又切换为小电流维弧，在相对较大的送丝速度的作用下，恢复弧长。
当给定电流与送丝速度在一定范围时，电弧稳定而无短路过程，即自由过渡。当送丝速度较大时，将产生不断的燃弧、短路过程，即短路过渡。调节送丝速度，可得到不同的熔滴过渡形式，并改变电弧电压工作点和短路过渡频率。由于阶梯特性很强的门限控制和约束作用，具有一定的自适应特点。与平特性电源比较，避免了平特性对熔滴过渡的排斥作用，使电弧柔顺，飞溅小。电流和送丝速度独立调节，两者的配合可以控制电弧状态和焊缝成型。但是，这种方法仍存在明显不足：当送丝速度和焊枪高度波动时，效果不尽理想，表现在两方面，即自由过渡的电弧弧长变化，短路过渡时短路频率变化，从而影响过程稳定性和焊接质量。
