短路过渡高速焊波控法的研究

在对高速焊分析的基础上，提出了多种电流波形控制方法：恒压特性、恒流特性、大恒流 小恒流特性，并分别介绍其工作过程．通过实验获得了适合于高速焊的波控方法：大恒流 小恒流特性控制；对波控参数的优化使焊接速度提高到1.5m/min.焊接过程稳定，飞溅小，焊缝成形表面光滑，熔宽均匀一致，波纹致密，焊接质量好．对燃弧阶段采用两段恒流进行控制是全新的控制思路，有利于实现燃弧能量的精确控制．     

Research on CO2 welding inverter power source under fuzzy PI current waveform control

CO2气体保护焊中影响飞溅和焊缝成形的直接因素是焊接电流.文章通过电流波形发生器产生符合提高焊接质量的短路、燃弧阶段的电流波形,并设计了相应的模糊PI控制器,构成CO2焊接逆变电源的模糊PI电流波形控制系统,以减少飞溅,提高焊缝成形.仿真研究表明,所设计的控制器系统能使焊接电流快速、准确地跟踪给定的电流波形.文中讨论了回路电感对短路末期焊接电流大小的影响,为实际的CO2焊接逆变电源控制系统的设计提供理论依据和参考.     

短路过渡的CO2焊波形控制探索

针对CO2焊短路过渡飞溅产生的机理,研究了减小飞溅、实现波形控制核心技术问题,设计了实现波控的软、硬件方案,对电压、电流进行了有效控制.实验结果表明,该设计方案能明显减小飞溅、改善焊缝成形.     

并联双闭环控制方式对GMAW焊接过程的影响

在对短路过渡熔化极气体保护焊（GMAW）的飞溅及焊缝成形影响因素分析的基础上，基于数字信号处理器控制系统建立了一个全数字式并联双闭环控制系统，分别对短路阶段及燃弧阶段的焊接电参数进行调节，达到对短路、燃弧期间电流波形的分阶段适应性控制，以改善短路过渡GMAW工艺性能的目的．实验结果表明，采用该方式控制的波控数字式GMAW焊接电源，在焊接性能上与普通平特性逆变焊接电源相比有较大的提高，飞溅减小、焊接过程稳定、焊缝成形好，更加适合GMAW短路过渡焊．     

二氧化碳短路过渡焊电流波形控制模式的研究

针对二氧化碳弧焊熔滴短路过渡过程动特性差，飞溅大的特点，对一种关联式电流波形智能控制器的波控模式进行了研究，提出了实时控制熔滴过渡过程电流波形的波控基本模式。试验表明，该波控模式能对弧焊过程实施有效波控，尤其适宜于带有交流纹波成分的整流焊接电源的波控。采用该控制模式，通过波控器的快速分流作用，可抑制弧焊短路初期，短路未期的电流增长和燃弧初期的电弧冲击，能够优化熔滴过渡过程的电流波形，使液桥柔顺破断，熔滴无冲击地进入熔池，从而改善了二氧化碳在弧焊过程中的动特性，抑制了焊接飞溅。     

短路过渡CO2焊燃弧电流波形实时模糊调整

为改善和提高ＣＯ２ 焊接电流波形控制的工艺效果,采用以熔滴体积为目标函数,以燃弧电流脉冲宽度为调整量,以模糊控制器为核心的控制方法。在对模糊控制器设计及实现中所涉及的有关特殊问题进行充分研究的基础上,实现了对燃弧电流波形的实时模糊调整。实验结果表明,此方法简化了短路过渡ＣＯ２ 焊接参数设定,增强了焊接稳定性及对焊接条件的适应能力,改善和提高了焊接工艺效果。     

协同式CO2焊电弧自身传感模糊控制系统

为了减小 CO2 焊接过程中的飞溅和改善焊缝成型 ,实现焊接参数的最佳匹配。介绍了一种在波形控制基础上 ,采用电弧自身传感的协同式模糊控制方法对焊接过程参数进行实时控制的逆变式 CO2 焊机控制系统。它通过电弧自身传感对 CO2 焊接过程有重要影响的短路过渡频率的检测 ,通过模糊处理和模糊判决之后 ,实时的对电弧电压进行控制 ,以保持焊接过程中规范参数的协同匹配关系。实验结果表明 ,采用该控制系统的焊机 ,实现了焊接规范参数的自动匹配和自动调节 ,同时明显改善了焊缝成型和降低了焊接过程中的飞溅。     

基于PFM平均电流调节的脉冲MAG焊熔滴过渡控制

一脉一滴熔滴过渡形式是脉冲MAG焊熔滴过渡的最理想过渡形式。根据脉冲MAG焊一脉一滴熔滴过渡的要求，采用峰值阶段恒流和基值阶段恒流实现电源外特性，针对两阶段恒流外特性等速送丝条件下弧长的控制问题，通过PFM调节方式实现平均电流的调节，从而调节焊丝熔化速度，解决一脉一滴熔滴过渡过程中弧长的控制问题。试验结果表明所设计的PFM平均电流调节系统能实现良好的脉冲MAG焊一脉一滴熔滴过渡，焊接过程稳定，焊缝成型美观。     

水蒸气保护下电弧堆焊工艺特点

通过分析不同焊接规范下的焊接电压和电流的波形 .研究了水蒸气保护下电弧及熔滴过渡的特点 ,发现其电弧过程行为有“燃弧—熄弧—短路”和“燃弧—短路”两种形式 .在焊丝直径和送丝速度一定的情况下 ,通过调节焊接回路中的电感量和电源电压 ,可以改变电弧的过程行为形式 .若电弧过程呈“燃弧—熄弧—短路”交替进行 ,并且熄弧时间最短时 ,短路过渡频率最高 ,在这种情况下 ,飞溅小 ,焊道成型好 ,焊接过程稳定 .     

快速原型的焊接电流波形控制实现

采用xPC实时目标环境,运用Matlab/Simulink工具开发MIG焊电流波形快速原型控制系统,该系统可以灵活开发多种焊接电流波形,能够实现焊接电流、电压信号及视觉信号的同步采集、实时显示和存储功能.利用开发的电流波形快速原型控制系统分别设计脉冲、中值脉冲及双脉冲的电流波形并进行工艺试验.结果表明:开发的电流波形快速原型控制系统能够实现多种焊接电流波形的设计,具有良好的抗干扰性能和稳态精度,焊接过程稳定且焊缝成形良好,并具有实时快速调整的优点.     

焊接电弧的三维外特性控制研究

传统的固定外特性电源对焊接电弧的控制常难于达到最佳效果。为此,提出了三维外特性的概念,并对其进行了数学描述。在此基础上,分析了弧焊电源系统必须满足的两个必要条件,并设计了微机控制的绝缘栅双极型晶体管（ＩＧＢＴ）逆变电源,该电源可通过分析电弧状态及焊接工艺要求实时调整其输出,实现了焊接电弧的三维外特性控制。实验表明,三维外特性控制用于ＣＯ２焊接时减少了飞溅,改善了焊缝成形,用于纤维素焊条全位置焊时,解决了断弧和熄弧难题。     

弧焊逆变电源变结构控制规律的仿真研究

建立了CO2电弧焊的仿真模型，利用MATLAB软件对控制系统的动态过程进行了仿真试验。分析了输出回路中不同的直流电感（线性直流电感、可饱和电感、可变电感）对电源输出电流波形的影响，并获取得CO2短路过渡焊最佳的电流波形。仿真试验表明，只有采用可饱和电感和可变电感才能满足短路过渡过程中各阶段动态性能的要求，以达到减少飞溅的目的。     

CO2焊过程电信号的统计分析

采用时域的统计分析方法可将C02焊焊接过程电信号转化为客易理解的形式。本文以C02焊焊接过程的短路时间、燃弧时间、周期时间作为统计量进行统计分析、针对送变式C02焊电源，通过正交实验分析了其焊接过程的稳定性、试验结果表明：表征焊接过程质量的重要信息可以从电压、电流的时域统计分析中得到；电弧电压和焊接电流的概率密度分布则能充分反映焊接过程的波动性及状态。     

二氧化碳焊接弧压智能控制器

研制了基于短路过渡过程评价的二氧化碳弧焊电弧电压自寻优微机智能控制器,该智能控制器根据焊接电流的设定值对电弧电压进行自寻优调节,使焊接参数达到最佳配合,该控制器主要由弧压模糊控制模块与一元化推荐表组成,弧压模糊控制模块以二氧化碳弧焊过程中的熔滴短路过渡频率、燃弧时间与短路时间的比值,以及短路周期标准差等特征参数的综合值作为判据进行弧压寻优,实验表明,此智能控制器能显著改善二氧化碳焊机的性能,同时也降低了焊接飞溅。     

焊接电弧声与飞溅的相关性研究

建立了计算机检测分析系统，对ＣＯ２焊接电弧声与飞溅的关系及影响飞溅的因素作了深入研究．结果发现了焊接飞溅与短路结束时电弧声能量及短路平均声能量成线性关系，从而提出用电弧声能量来表征焊接飞溅的新型传感方法．     

手工电弧焊与CO2气体保护焊焊缝成形特征研究

采用手工电弧焊与CO2气体保护焊对Q235钢板进行表面堆焊,研究了两种焊接方法的焊缝成形特征．结果表明,虽然手工电弧焊是气渣联合保护,有利于焊缝成形,但手工操作使得焊接速度难以保证匀速,导致焊缝表面粗糙,焊缝弯曲不平直;并且由于药皮焊条直径粗,导致手工电弧焊热影响区宽．而细丝CO2气保焊由于形成稳定的熔滴过渡,使得焊缝表面波纹细致、美观,焊缝平直,热影响区窄．CO2气保焊能精确控制焊接规范,可通过调节焊接规范来获得良好的焊缝成形,手工电弧焊不能精确控制焊接规范,不利于得到成形良好的焊缝．