[发明专利]一种全位置局部干法水下快频TIG焊接系统

权利要求书

1.一种全位置局部干法水下快频TIG焊接系统，其特征在于：包括：

用于实时控制的工控机；

用于水下焊接运动的水下机器人；

用于为水下焊接修复提供能量的SiC快频电源；

用于连接SiC快频电源输出极的水下焊枪；

用于整个系统参数设定的人机交互界面；

用于保持水下局部干燥环境的排水罩；

以及用于为水下焊接输送气体达到排水和保护的送气装置；

所述SiC快频电源包括用于将三相交流电转化为电流波形输出的主电路和用于对主电路进行控制的控制电路；所述快频脉冲主电路和基值电流主电路均包括依次连接的三相全桥整流滤波电路、高频初级逆变电路、高频变压器和整流电路；

高频初级逆变电路由四个SiC开关管组成的全桥逆变拓扑结构；全桥逆变拓扑结构与高频变压器的初级连接；整流电路由四个肖特基二极管组成全桥整流拓扑结构；每个二极管分别并联有RC串联电路一；高频变压器的次级与全桥整流拓扑结构连接；

所述快频脉冲主电路还包括高频电流切换电路；高频电流切换电路包括IGBT开关管Q1和IGBT开关管Q2；所述快频脉冲主电路中，全桥整流拓扑结构通过电感L1与IGBT开关管Q1连接；IGBT开关管Q1与RC串联电路二并联；IGBT开关管Q2与RC并联电路并联；IGBT开关管Q1通过依次连接的IGBT开关管Q2和电容C21与焊接负载连接；所述基值电流主电路中，全桥整流拓扑结构通过电感L2与焊接负载连接，从而实现快频脉冲主电路和基值电流主电路向焊接负载叠加输出电流波形。

2.根据权利要求1所述的全位置局部干法水下快频TIG焊接系统，其特征在于：快频脉冲主电路和基值电流主电路向焊接负载叠加输出的电流波形，采用低频周期T_L循环方式；在单个低频周期T_L中嵌设有中频波形，所述中频波形由若干连续的高波峰波形与若干连续的中波峰波形组成，以形成强弱能量群；所述中频波形中嵌设有高频脉冲。

3.根据权利要求2所述的全位置局部干法水下快频TIG焊接系统，其特征在于：所述快频脉冲主电路和基值电流主电路叠加输出的电流波形是指：由基值电流主电路产生双脉冲电流波形；双脉冲电流波形的低频周期为T_L；在单个低频周期T_L中，双脉冲电流波形是：以中频周期T_M为周期，以基值I_B为基值，由若干连续的、峰值为峰值I_P的高波峰波形与若干连续的、峰值为中值I_M的中波峰波形组成；同时由快频脉冲主电路产生电流值为基值I_F、频率为高频频率f_H的快频电流；基值电流主电路与快频脉冲主电路的波形叠加在一起输出电流波形。

4.根据权利要求3所述的全位置局部干法水下快频TIG焊接系统，其特征在于：所述低频周期T_L的取值范围为：中频周期T_M的取值范围为：/高频频率f_H的取值范围为：5KHz～30KHz；中值I_M＞基值I_B≥80A；中值I_M＝(0.6～0.7)×峰值I_P；且峰值I_P与基值I_F之和在280A～310A之间；峰值占空比D_P为30％～50％。