一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統及控制方法

《一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統及控制方法》是廣東福維德焊接股份有限公司於2015年7月8日申請的專利，該專利的公布號為CN105127553A，申請公布日為2015年12月9日，發明人是劉志忠、石永華、李業興。

《一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統及控制方法》所述控制系統包括主控制電路模組、人機界面、焊接電源控制模組、控制開關模組、高頻起弧模組、電流平衡模組、雙路驅動模組以及雙路IGBT模組。該發明還公開了一種使用上述鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統的控制方法。採用該發明，驅動控制專利特殊設計的焊槍，能夠實現鎖孔效應深熔氬弧焊，使焊接效率提高，同時，厚板焊接不需開坡口，不需填充焊絲或僅需少量填充焊絲，因此節約了焊接成本，具有很高的工業套用價值。

2020年11月，《一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統及控制方法》獲得第六屆廣東專利獎銀獎。

（概述圖為《一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統及控制方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統及控制方法
• 申請人：廣東福維德焊接股份有限公司
• 申請日：2015年7月8日
• 申請號：2015103962008
• 公布號：CN105127553A
• 公布日：2015年12月9日
• 發明人：劉志忠、石永華、李業興
• 地址：廣東省廣州市番禺區橋南街陳涌村興業大道24號101、201
• 分類號：B23K9/10(2006.01)I、B23K9/06(2006.01)I、B23K9/095(2006.01)I、B23K9/167(2006.01)I
• 代理機構：廣州三環專利代理有限公司
• 代理人：溫旭
• 類別：發明專利

專利背景

TIG焊（Tungsten Inert Gasarc Welding），又稱為惰性氣體鎢極保護焊，其是一種成熟的焊接方法，在碳鋼、不鏽鋼、鋁合金及有色金屬材料的焊接領域有廣泛的套用。普通的TIG焊接電弧穩定，焊接質量好，但是其熔深較淺，焊接速度較慢，效率較低。如對於不鏽鋼或鈦合金，一般一次焊接熔深最大只能達到4毫米左右。因此，TIG焊一般用於薄板焊接或者厚壁重要構件的底層熔透焊道打底焊。

對於中厚度（>4毫米）金屬板材，傳統的做法需要在連線處根據實際板厚開相應角度的坡口，並進行多層多道焊接才能完成，這樣的方式不但導致焊接效率降低，而且會導致焊接變形和熱影響區增大，通常會影響到焊接接頭的質量。例如，對鈦合金來說，熱影響區增大意味著晶粒的長大，導致其韌性急劇下降。如不開坡口、一次焊接就能全部焊透，從而提高焊接效率，顯著減少鋼板開坡口和焊接的工時，並能不用或用很少的填充焊材，將極大地降低焊接成本。因此，開發大熔深的高效TIG焊接方法對於提高焊接效率、減少焊接材料消耗有很大的好處。

2015年7月前能形成“鎖孔”效應焊接的技術主要在雷射焊、真空電子束焊和等離子焊中實現。雷射焊和真空電子束焊設備非常昂貴，對焊接環境和焊件要求苛刻，等離子焊需要壓縮電弧，焊接能量密度很高，焊槍設計複雜、需要經常維護、對焊接參數的變化很敏感，並且2015年7月前等離子焊技術對板厚8至10毫米以上不鏽鋼，10至12毫米以上鈦合金無法實現單面焊雙面成形的一次性焊接，焊接成本高。

發明內容

專利目的

《一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統及控制方法》實施例所要解決的技術問題在於，提供一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統。可能夠驅動焊槍實現鎖孔效應的深熔焊，使得焊接效率提高，對13毫米厚的不鏽鋼、15毫米厚的鈦合金焊件實現無需開坡口、單面焊雙面成形的一次性焊接。

技術方案

《一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統及控制方法》實施例提供了一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統，包括主控制電路模組、人機界面、焊接電源控制模組、控制開關模組、高頻起弧模組、電流平衡模組、雙路驅動模組以及雙路IGBT模組。

所述人機界面產生控制指令並輸入所述主控制電路模組；所述主控制電路模組根據所述控制指令包含的工藝參數生成焊接控制時序數據，並將所述焊接控制時序數據傳送入所述焊接電源控制模組；所述焊接電源控制模組根據所述焊接控制時序數據控制所述控制開關模組對所述高頻起弧模組產生開/關動作，並使所述電流平衡模組輸出激勵控制信號，並通過所述電流平衡模組使所述雙路驅動模組輸出電流的差異在限定範圍內；所述雙路驅動模組依據所述激勵控制信號使所述雙路IGBT模組輸出最高1000安直流電流，並與所述高頻起弧模組產生的高頻脈衝高壓信號疊加輸入焊槍。

進一步地，還包括運行狀態信號反饋處理模組，用於將所述焊槍的運行狀態反饋輸入所述焊接電源控制模組以及電流平衡模組。更進一步地，所述運行狀態信號反饋處理模組包括分別用於檢測焊槍焊接電流、電壓、功率器件溫度、冷水機運行狀態以及雙路IGBT模組輸出狀態的焊接電流反饋模組、焊接電壓反饋模組、溫度信號反饋模組、冷水機運行狀態反饋模組以及兩路IGBT輸出反饋模組。更進一步地，所述控制開關模組包括焊槍保護氣氣閥開關、冷水機電源開關和焊槍開關，分別用於開關焊槍保護氣氣閥，開關冷水機電源以及通過控制所述高頻起弧模組工作完成所述焊槍的起弧。

進一步地，所述人機界面包括液晶顯示模組、薄膜按鍵輸入模組、線控開關輸入模組、ENET網路接口模組和報警單元模組；所述液晶顯示模組用於顯示設定信息、焊接工藝參數數據、焊接工況、用戶操作指引信息以及焊機的當前狀態信息；所述薄膜按鍵輸入模組用於將用戶輸入指令轉換成特定編碼數據，並將所述編碼數據傳送至所述主控制電路模組；所述線控開關輸入模組將用戶的按鍵輸入進行編碼轉換並傳送給所述主控制電路模組；所述ENET網路接口處理模組提供網路接口，用於遠程接受用戶的輸入編制好的焊接工藝參數腳本檔案下載到焊機，或者讀取焊機當前使用焊接工藝參數數據；所述報警單元模組，用於在焊機發生異常狀況的時候，接收所述主控制電路模組的控制信號，向用戶發出報警警示信號。

更進一步地，所述雙路IGBT模組控制電弧電流沿I=βt+Iα快速平滑上升至熔池穿透電流Ip，並把穿透電流Ip保持輸出Tp時間穿透焊件，產生鎖孔效應後迅速降低電流輸出至焊接電流Iw，維持穩定焊接電流至焊接完成，並通過I=-kt+Iw收弧，其中β為與焊接材料與厚度確定的係數，Iα為起弧電流，t為時間變數，k為常數係數。

該發明實施例還公開了一種使用上述鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統的控制方法，包括以下步驟：開啟焊槍保護氣閥門，使保護氣體輸送至焊槍，待所述焊槍的鎢極與待焊焊點之間的空氣被排空後，雙路驅動模組激勵雙路IGBT模組輸出起弧電流Ia，系統通過啟動高頻起弧模組向所述焊槍的鎢極輸出高頻高壓，使所述鎢極與焊點之間起弧，所述雙路IGBT模組輸出電流Ia使電弧得到維持，關閉所述高頻起弧模組，系統持續向驅動模組增加激勵，使所述雙路IGBT模組輸出電流沿曲線I=βt+Iα上升至熔池穿透電流Ip，並把穿透電流Ip保持輸出Tp時間穿透焊件，產生鎖孔效應後迅速降低電流輸出至焊接電流Iw，維持穩定焊接電流至焊接完成，並通過I=-kt+Iw收弧，其中β為與焊接材料與厚度確定的係數，Iα為起弧電流，t為時間變數，k為常數係數。

進一步地，在產生鎖孔效應後所述焊槍沿焊縫與焊件做相對位移運動，使熔池不斷前移。更進一步地，控制系統通過運行狀態信號反饋處理模組檢測所述雙路IGBT模組的兩路橋臂輸出間差異是否超過預設範圍，通過所述電流平衡模組和雙路驅動模組對所述雙路IGBT模組輸出電流進行微調。

有益效果

《一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統及控制方法》能夠實現鎖孔效應的深熔焊，使得焊接效率提高，對13毫米厚的不鏽鋼、15毫米厚的鈦合金焊件進行焊接，可以實現無需開坡口無需填充焊絲，一次性焊透，單面焊雙面成形，從而提升焊接效率，降低能源消耗，節約了焊接成本，具有巨大的工業套用價值。

附圖說明

圖1是《一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統及控制方法》的整體結構示意框圖；

圖2是焊接電流變化示意圖。

權利要求

1.一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統，其特徵在於，包括主控制電路模組、人機界面、焊接電源控制模組、控制開關模組、高頻起弧模組、電流平衡模組、雙路驅動模組以及雙路IGBT模組；所述人機界面產生控制指令並輸入所述主控制電路模組；所述主控制電路模組根據所述控制指令包含的工藝參數生成焊接控制時序數據，並將所述焊接控制時序數據傳送入所述焊接電源控制模組；所述焊接電源控制模組根據所述焊接控制時序數據控制所述控制開關模組對所述高頻起弧模組產生開/關動作，並使所述電流平衡模組輸出激勵控制信號，並通過所述電流平衡模組使所述雙路驅動模組輸出電流的差異在限定範圍內；所述雙路驅動模組依據所述激勵控制信號使所述雙路IGBT模組輸出最高1000安直流電流，並與所述高頻起弧模組產生的高頻脈衝高壓信號疊加輸入焊槍。

2.根據權利要求1所述的鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統，其特徵在於，還包括運行狀態信號反饋處理模組，用於將所述焊槍的運行狀態反饋輸入所述焊接電源控制模組以及電流平衡模組。

3.根據權利要求2所述的鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統，其特徵在於，所述運行狀態信號反饋處理模組包括分別用於檢測焊槍焊接電流、電壓、功率器件溫度、冷水機運行狀態以及雙路IGBT模組輸出狀態的焊接電流反饋模組、焊接電壓反饋模組、溫度信號反饋模組、冷水機運行狀態反饋模組以及兩路IGBT輸出反饋模組。

4.根據權利要求3所述的鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統，其特徵在於，所述控制開關模組包括焊槍保護氣氣閥開關、冷水機電源開關和焊槍開關，分別用於開關焊槍保護氣氣閥，開關冷水機電源以及通過控制所述高頻起弧模組工作完成所述焊槍的起弧。

5.根據權利要求1所述的鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統，其特徵在於，所述人機界面包括液晶顯示模組、薄膜按鍵輸入模組、線控開關輸入模組、ENET網路接口模組和報警單元模組；所述液晶顯示模組用於顯示設定信息、焊接工藝參數數據、焊接工況、用戶操作指引信息以及焊機的當前狀態信息；所述薄膜按鍵輸入模組用於將用戶輸入指令轉換成特定編碼數據，並將所述編碼數據傳送至所述主控制電路模組；所述線控開關輸入模組將用戶的按鍵輸入進行編碼轉換並傳送給所述主控制電路模組；所述ENET網路接口處理模組提供網路接口，用於遠程接受用戶的輸入編制好的焊接工藝參數腳本檔案下載到焊機，或者讀取焊機當前使用焊接工藝參數數據；所述報警單元模組，用於在焊機發生異常狀況的時候，接收所述主控制電路模組的控制信號，向用戶發出報警警示信號。

6.根據權利要求1~5任一項所述的鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統，其特徵在於，所述雙路IGBT模組控制電弧電流沿I=βt+Iα快速平滑上升至熔池穿透電流Ip,並把穿透電流Ip保持輸出Tp時間穿透焊件，產生鎖孔效應後迅速降低電流輸出至焊接電流Iw，維持穩定焊接電流至焊接完成，並通過I=-kt+Iw收弧，其中β為與焊接材料與厚度確定的係數，Iα為起弧電流，t為時間變數，k為常數係數。

7.一種使用權利要求1~5任一項所述的鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統的控制方法，其特徵在於，包括以下步驟：開啟焊槍保護氣閥門，使保護氣體輸送至焊槍，待所述焊槍的鎢極與待焊焊點之間的空氣被排空後，雙路驅動模組激勵雙路IGBT模組輸出起弧電流Ia,系統通過啟動高頻起弧模組向所述焊槍的鎢極輸出高頻高壓，使所述鎢極與焊點之間起弧，所述雙路IGBT模組輸出電流Ia使電弧得到維持，關閉所述高頻起弧模組，系統持續向驅動模組增加激勵，使所述雙路IGBT模組輸出電流沿曲線I=βt+Iα上升至熔池穿透電流Ip,並把穿透電流Ip保持輸出Tp時間穿透焊件，產生鎖孔效應後迅速降低電流輸出至焊接電流Iw，維持穩定焊接電流至焊接完成，並通過I=-kt+Iw收弧，其中β為與焊接材料與厚度確定的係數，Iα為起弧電流，t為時間變數，k為常數係數。

8.根據權利要求7所述的控制方法，其特徵在於，在產生鎖孔效應後所述焊槍沿焊縫與焊件做相對位移運動，使熔池不斷前移。

9.根據權利要求8所述的控制方法，其特徵在於，控制系統通過運行狀態信號反饋處理模組檢測所述雙路IGBT模組的兩路橋臂輸出間差異是否超過預設範圍，通過所述電流平衡模組和雙路驅動模組對所述雙路IGBT模組輸出電流進行微調。

實施方式

參照圖1所示的該實施例的結構示意框圖。在該實施例中，一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統，對針對該申請人的發明專利：鎖孔效應TIG深熔焊焊槍（專利號：201420318497.7）進行設計的控制系統，包括主控制電路模組1、人機界面2、焊接電源控制模組3、控制開關模組4、高頻起弧模組5、電流平衡模組6、雙路驅動模組7、雙路IGBT模組8、運行狀態信號反饋處理模組9。

主控制電路模組1包括32位高速ARM微處理器存儲單元和外圍接口電路單元，用於將用戶選定的工藝參數數據換算生成精確焊接控制時序數據，並將數據傳送到焊接電源控制模組3，焊接電源控制模組3根據焊接工藝要求實現控制完成提前送氣、起弧、維持電弧、收弧和延後收氣的焊接工作。

人機界面2包括液晶顯示模組21、薄膜按鍵輸入模組22、線控開關輸入模組23、ENET網路接口模組24和報警單元模組25，用於接收控制數據，並顯示、輸出焊機的系統設定信息、焊接工況以及方便用戶操作該系統的提示信息，薄膜按鍵輸入模組22用於將用戶輸入指令轉換成特定編碼數據，並將編碼數據傳送至主控制電路模組1，線控開關輸入模組23將用戶的按鍵輸入進行編碼轉換並傳送給主控制電路模組1，ENET網路接口處理模組24提供網路接口，用於遠程接受用戶的輸入編制好的焊接工藝參數腳本檔案下載到焊機，或者讀取焊機當前使用焊接工藝參數數據；報警單元模組，用於在焊機發生異常狀況的時候，接收主控制電路模組1的控制信號，向用戶發出報警警示信號。

焊接電源控制模組3包括用於接收主控制電路模組1傳來的精確焊接控制時序數據，通過控制控制開關模組4打開或關閉相應開關，結合運行狀態信號反饋處理模組9反饋的焊接電流和焊接電壓信號，經過數/模轉換生成向電流平衡模組6輸出的電流激勵信號

控制開關模組4，包括焊槍保護氣氣閥開關41、冷水機電源開關42和焊槍開關等單元43，用於開關焊槍保護氣氣閥，開關冷水機電源以及通過控制高頻起弧模組5工作完成焊槍的起弧。運行狀態信號反饋處理模組9，包括焊接電流反饋模組91、焊接電壓反饋模組92、溫度信號反饋模組93、冷水機運行狀態反饋模組94以及兩路IGBT輸出反饋模組，用於監測系統運行時的焊接電流、焊接電壓、功率器件的溫度以及冷水機的運行狀況等信號，並將這些信號做必要的電氣隔離後反饋給焊接電源控制模組3。

電流平衡模組6，用於接收焊接電源控制模組3傳送來的控制信號和激勵信號，通過內部以主從方式連線、並聯運行的兩路電流定頻PWM脈衝發生器電路，輸出兩路平衡的PWM脈衝信號到所述雙路驅動模組8，同時電流平衡模組6會通過運行狀態信號反饋處理模組9監測雙路IGBT模組8的兩路IGBT輸出，一旦這兩路IGBT電流輸出的差異達到限定程度，則電流平衡模組6會自動關斷PWM脈衝輸出，以保護下級功放電路。

高頻起弧模組5，用於產生高頻的脈衝高壓信號，並將脈衝高壓信號載入到焊接電源輸出的負極，使焊槍鎢棒的尖端與焊件間產生電弧；雙路驅動模組7，用於分別對從電流平衡模組6輸入的兩路PWM脈衝信號進行隔離，並轉換為適用於驅動雙路IGBT模組的信號8；雙路IGBT模組8，包括兩路並聯工作的IGBT電路單元、雙路IGBT輸出合併單元、整流單元和濾波器單元，用於向焊槍輸出穩定的，最大可達1000安培的直流電流，完成對焊件的焊接工作。

該發明配合發明專利：鎖孔效應TIG深熔焊焊槍（專利號：201420318497.7）可以實現鎖孔效應TIG深熔焊。焊接時，焊槍鎢棒通過導電桿連線焊接電源負極，待焊接工件連線焊接電源正極，用戶通過人機界面模組2啟動運行並選擇工藝參數，主控制電路模組1將用戶選定的工藝參數數據通過運算生成精確焊接控制時序數據，並將數據傳送到焊接電源控制模組3，由焊接電源控制模組3根據精確焊接控制時序數據依次控制開啟冷水機電源開關、焊槍保護氣閥門，焊槍循環冷卻水運轉，保護氣體從焊槍嘴持續流出，經過一定時間後，鎢針與待焊焊件之間的空間充滿了保護氣體，焊接電源控制模組3輸出引弧激勵電流到電流平衡模組6，由其產生兩路平衡的PWM脈衝驅動雙路驅動模組7和雙路IGBT模組8工作，在焊槍鎢極尖端與工件表面形成穩定的直流電壓，焊接電源控制模組3控制控制開關模組4開啟焊槍開關，控制高頻起弧模組5輸出高頻高壓信號並載入到焊接電源負極激發電弧，焊機電源的正極與負極間導通，電弧產生後，高頻起弧模組5隨即停止工作，由雙路IGBT模組8輸出基值電流維持電弧，焊接電源控制模組3控制根據精確焊接控制時序數據向電流平衡模組6輸出逐漸增加的激勵電流。

通過電流平衡模組6、雙路驅動模組7和雙路IGBT模組8的工作，使電弧電流逐漸增大，焊件上的熔池逐漸加深，最終熔池熔透焊件並形成鎖孔效應，焊接電源控制模組3通過運行狀態信號反饋處理模組9的反饋信息監測並精確控制電弧電流保持穩定，工裝裝置驅動焊槍與焊件之間做勻速位移，焊件在電弧的作用下熔池沿焊縫不斷前移，使得焊接過程持續進行，當熔池到達焊縫末端時，用戶通過人機界面模組2向主控制電路模組1發出停止焊接指令，主控制電路1模組隨即向焊接電源控制模組3傳送收弧指令，焊接電源控制模組3按照精確焊件控制時序數據逐漸降低激勵電流，最終使電弧熄滅完成收弧工作，在電弧剛剛熄滅的時候，焊件和焊槍的溫度仍然很高，焊接電源控制模組3按照精確焊件控制時序數據維持焊槍保護氣閥開關和冷水機電源開關處於開啟狀態，直到焊件、焊槍溫度降低到適宜的程度才關閉保護氣閥開關和冷水機電源開關。該發明所述的鎖孔效應TIG深熔焊控制系統產生的焊接電流最大可達1000安，能一次焊透3~18毫米厚度的碳鋼、不鏽鋼、鈦及其合金、鋯及其合金等金屬板材，是一種能實現鎖孔效應焊接的新型焊接系統，其形成的鎖孔是“自然”形成的，因為其電弧是不經過壓縮，主要靠大電流形成的電弧力與液體金屬靜壓力、表面張力平衡形成的。該鎖孔是高度集中的能量和壓力所形成的，熔池中液體金屬流圍繞著“鎖孔”流動而不會導致金屬流失。“鎖孔”的存在使得焊接熔深能地增加，是焊接厚板、特殊金屬的理想方法。

該發明的鎖孔效應TIG深熔焊控制系統是通過在熔池底部可能形成孔洞的地方有意地增大電弧壓力，在這些點上，電弧的底部穿破了工件的下表面，當熱輸入足夠熔透工件時就能形成“鎖孔”，電弧電漿能夠瀉出。由洛倫磁力驅動的電弧壓力作用在電弧電漿上，徹底地電磁化。TIG焊的能量密度不足以產生合適的反衝壓力，因此，與雷射焊和電子束焊鎖孔不同，TIG焊鎖孔是洛倫磁力驅動的，集成了反衝壓力和滯止壓力。

焊接時鎖孔必須保持開放，並且電弧氣體穿過工件，因此鎖孔TIG是單道焊完成的。由於電弧氣體是由工件背面排出的，因此焊接很少出現熔池擾動和氣孔。與大電流普通TIG焊相比，大電流TIG經常出現熔池擾動、焊縫空洞、蠕蟲狀氣孔等缺陷，主要原因是電弧氣體的不完全排泄。

雙路IGBT模組控制電弧電路沿I=βt+Iα快速平滑上升至熔池穿透電流Ip，並把穿透電流Ip保持輸出Tp時間穿透焊件，產生鎖孔效應後迅速降低電流輸出至焊接電流Iw，維持穩定焊接電流至焊接完收，並通過I=-kt+Iw收弧。其中β為與焊接材料與厚度確定的係數，可根據實驗數據確定，Iα為起弧電流，t為時間變數，k為常數係數。

該發明實施例還公開了一種使用上述鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統的控制方法，具體方法步驟為：開啟焊槍保護氣閥門，使保護氣體輸送至焊槍，待所述焊槍的鎢極與待焊焊點之間的空氣被排空後，雙路驅動模組激勵雙路IGBT模組輸出起弧電流Ia，系統通過啟動高頻起弧模組向所述焊槍的鎢極輸出高頻高壓形，使所述鎢極與焊點之間起弧，所述雙路IGBT模組輸出電流Ia使電弧得到維持，關閉所述高頻起弧模組，系統持續向驅動模組增加激勵，使所述雙路IGBT模組輸出電源沿曲線I=βt+Iα上升至熔池穿透電流Ip，並把穿透電流Ip保持輸出Tp時間穿透焊件，產生鎖孔效應後迅速降低電流輸出至焊接電流Iw，維持穩定焊接電流至焊接完收，並通過I=-kt+Iw收弧，其中β為與焊接材料與厚度確定的係數，Iα為起弧電流，t為時間變數，k為常數係數。

參照圖2所示示意圖。使用該發明在焊接14毫米厚的鈦合金時，焊接工藝參數設定為：前氣時間=4s，焊接電流Iw=510安，緩升時間Ta=5s，緩降時間Td=7s，延氣時間=8s，控制系統將設定β=21.54，Tp=0.2ms，Ia=150安，Is=60安，k=64.29，用戶在焊件及焊機準備就緒後，按下“啟動”按鈕，控制系統進入焊接流程：開啟焊槍保護氣閥門，保護氣體輸送到焊槍，經過4秒時間，焊槍鎢極與待焊焊點間的空氣被排空，驅動模組激勵IGBT模組輸出起弧電流Ia，由於此時電弧未形成，焊機的正負電極間處於開路狀態，沒有電流流通，只維持一定的電勢差，系統啟動高頻起弧模組，向焊槍鎢極輸出高頻高壓，鎢極與焊點間氣體被擊穿形成電弧，正負極間在電弧作用下形成通路，雙路IGBT模組輸出電流Ia使電弧得到維持，高頻起弧模組關閉，控制系統持續向雙路驅動模組增加激勵，驅動雙路IGBT模組輸出電流沿曲線I=21.54t2+150上升，經過Ta=5秒達到Ip=688.5A，維持Tp=0.2毫秒時間，熔池穿透焊件形成小孔，控制體統降低向雙路驅動模組輸出的激勵，是IGBT模組輸出回落到焊接電流Iw=510安，維持穩定的鎖孔效應，在工裝帶動下，焊槍沿焊縫，與焊件做相對位移運動，熔池不斷前移，控制系統通過運行狀態信號反饋處理模組檢測雙路IGBT模組輸出，在雙路IGBT模組的兩路橋臂輸出間差異超過預設範圍，或者合併輸出的電流與焊接電流Iw=510安間的差異超出預設範圍時，控制系統通過電流平衡模組和雙路驅動模組對IGBT模組輸出進行微調，使其輸出滿足要求，焊接過程持續，直至熔池到達焊縫末端，用戶按下“停止”按鈕，進入收弧階段，系統控制驅動模組輸出逐漸降低，使IGBT模組輸出也逐漸減少，輸出電流沿直線I=-64.29t+510經過Td=7秒時間下降到熄弧電流60安以下，電弧熄滅，在收弧過程中，熔池弧坑逐漸回填，熔池內部可能存在的氣泡完全逸出熔池，然後熔池逐漸冷卻凝固，在電弧剛熄滅時，焊件與焊槍的溫度仍然很高，因此保護氣仍維持送氣，直到延氣時間8秒結束，控制系統關閉保護氣閥門，控制系統的焊接過程結束。

榮譽表彰

2020年11月，《一種鎖孔效應TIG深熔焊焊機控制系統及控制方法》獲得第六屆廣東專利獎銀獎。