双丝脉冲熔化极气体保护焊的数字化协同控制

为解决双丝熔化极气体保护焊(GMAW)中焊接过程不稳定、焊接效率易波动的问题,采用高速单片机80C320与80C552构成双微机协同控制器,分别控制主、从软开关逆变式脉冲焊接电源,借助现场总线通信协议,通过软件的方式协调主、从电源的工作;同时,采用模糊控制方法对双丝弧长进行闭环控制.从而使主、从电弧分别获得频率一致、峰值相差180°的脉冲电流,有效减少了电弧之间的干扰,使焊接过程稳定,焊缝成型良好.实验结果表明,数字化协同控制灵活性大,可使双丝脉冲GMAW过程稳定.     

双丝脉冲MAG焊的焊接稳定性

针对双丝焊中焊接稳定性差的问题,搭建了双丝脉冲熔化极活性气体保护电弧焊（MAG焊）焊接系统,利用LabVIEW信号采集系统和高速摄像系统采集焊接过程中焊接电流和电弧电压波形,并同步拍摄电弧形态和熔滴过渡过程．选取后丝一个周期内电流峰值为表征参量对其进行方差分析,研究前后丝沿焊接方向间距对焊接过程稳定性的影响;利用离散傅里叶变换的方法对电信号进行功率谱分析,研究后丝预设峰值电压对焊接过程稳定性的影响．结果表明：双丝间距对稳定性的影响主要是由于两电弧间电磁力的作用,间距控制在12mm以内或30mm以外时,焊接过程稳定性较好,在20mm左右易发生断弧;后丝电源峰值电压预设为32．5v时焊接过程稳定性较好,偏小易发生短路,偏大有断弧现象发生．     

高速MIG/MAG焊技术的现状及近展

本论述介绍了目前高速MIG/MAG焊方法的发展现状,分析了高速MIG/MAG焊时易发生的主要缺陷及产生原因,以及复合焊、旁路焊接及磁控大电流MAG等高速MIG/MAG焊方法的结构、原理及特点,并对高速MIG/MAG焊接技术的进行了展望。     

双丝电弧焊研究现状及进展

主要介绍了多丝尤其是双丝电弧焊的分类,对双丝三弧焊、串列双丝焊、双丝预热填丝焊、并列双丝焊、串联双丝焊等焊接方法的特点作了简要介绍.阐述了双丝焊的研究现状,对双丝焊的优点及其应用、双丝焊设备进行了分析与总结.     

大功率埋弧焊交流方波逆变电源的研制

根据大电流交流方波埋弧焊的工艺要求,将逆变并联技术、双闭环控制技术以及嵌入式控制技术相结合,研制了大功率埋弧焊交流方波逆变电源.应用弧焊负载测试平台对所研制的电源进行了外特性测试,并进行了工艺实验.结果表明,该电源具有良好的静、动态性能,电流过零速度快,而且焊接过程稳定,焊缝光滑、美观,完全可以满足埋弧焊技术要求.     

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。     

高速列车车体铝合金双丝焊接头组织与性能

分别对双丝焊和单丝焊的焊接接头进行了X射线无损检测、显微组织分析、性能变化检测和拉伸断口形貌分析.研究了双丝焊焊接工艺方法在高速动车组车体用6005A-T6铝合金的焊接成型可行性.结果表明,双丝焊焊接速度高、焊缝成形好,接头组织致密、晶粒细小,接头力学性能优良,适合高速列车的大批量自动焊生产.     

脉冲TCGMAW电流频率对熔滴过渡与焊缝成形的影响

基于所建立的高速摄像与电信号检测系统,对高速脉冲双电弧共熔池MAG焊在不同脉冲电流频率下的熔滴过渡过程进行了观察,并就频率变化对熔滴过渡方式以及焊缝成形质量的影响进行了研究.结果表明:在实验所采用的焊接规范下,脉冲电流频率较高( 140 Hz)时,前丝熔滴过渡方式为射滴过渡,而后丝熔滴过渡方式为射流过渡;脉冲电流频率较...     

新型软开关埋弧焊逆变器的外特性分析

新型软开关埋弧焊逆变器的外特性进行了设计，并应用电力电子技术和自动控制原理的理论成果，研究了软开关埋弧焊逆变器的结构、参数与其外特性曲线之间的基本规律．文中最后给出了实验结果．     

双移动热源热流值的计算和加载

通过分析双丝埋弧焊焊接过程和热源加热特点,建立了双丝焊接的几何模型和有限元模型.采用移动双椭球热源模型为双丝焊的焊接热过程的热源模型,阐述了一种新型双丝焊热场算法的设计思路和过程.利用有限元软件ANSYS二次开发工具即APDL语言改进和编写了移动双椭球热源的计算和加载程序.使用高效的数组存储、矢量操作命令进行热流值的分开计算和加载,提高了焊接模拟计算的效率,减小了数值模拟的计算量,实现了16 mm厚的钢板的双丝埋弧焊焊接过程的计算机仿真.通过实验验证了此算法的正确性和高效性,对实现大型焊接件焊接过程的数值计算具有一定的参考价值.     

脉冲MIG/MAG焊机控制系统优化

研究了自行开发设计的微机控制的脉冲MIG/MAG焊电源控制系统和PID控制算法选择及系统控制软件的优化策略.针对脉冲MIG/MAG焊接过程中PI控制和焊接参数实时显示的矛盾,在研究分析了PID控制算法的基础上,为实现在焊接过程中实时采样控制和显示焊接参数,着重分析了串行显示芯片MAX7219的工作时序,研究改进了MAX7219的数据和命令格式的传输方式,以及在防止系统振荡的基础上对PID控制算法优化的方法.试验结果表明,优化后程序执行效率高,响应速度快,控制精度高,实现了稳定的脉冲MIG/MAG焊接过程.     

嵌入式数字化控制的核电建设用多功能逆变焊机

“焊接工程是核电的生命工程”。为解决国产多功能焊机在严酷的核电施工环境下的可靠性和综合使用性能问题,采用基于ARM的占先式嵌入式控制系统,结合软开关高频逆变技术,实现逆变焊机的数字化控制和功率器件的绿色化开关,进一步提高系统的可靠性和动态响应能力;通过对电源输出特性的优化设计,实现直流/脉冲输出,提高一次引弧成功率,改善引弧及焊接性能,提高焊接质量,满足核电建设的需要。     

微机控制的脉冲MIG/MAG焊接电源的研制

主电路采用IGBT为主控开关功率转换器件 ,利用 16位高性能单片机 80C196KC ,对微机控制脉冲MIG逆变弧焊电源的组成和控制原理进行实时精确控制的研制 ,并做了可靠性与抗干扰设计 .研制结果表明 :该焊机脉冲频率带宽大 ,为 0 .5～ 2 5 0Hz ,响应速度快 ,抗干扰能力强 ,能够满足全位置焊接的需要 .     

基于LabVIEW的焊接测控系统开发

针对窄间隙旋转电弧焊焊缝跟踪的需要,开发一套测控系统.考虑到该焊接方法的特点和开发的效率、速度要求,采用"数据采集卡 PC机"模式,并选择LabVIEW作为测控系统的开发软件.系统功能主要包括数据采集、信号分析和输出控制.为便于完成有效的电弧传感,系统能灵活设置采样时钟、采样集、各种触发等功能,实现对特定区域的采样.由于需要较高的数据采样率,同时需要并行进行测试和控制,实现了高速数据流并行处理模式.为有效对采集信号进行处理,实现滤波,信号变换以及焊缝偏差检测的算法.为实现有效的控制,系统完成了同步、PWM输出控制、PID控制等功能.程序具有界面友好、高可靠性和好的扩展性,为进一步研究窄间隙旋转电弧焊提供好的实验平台.     

脉冲参数对脉冲MIG焊焊接行为的影响研究

针对自行开发的软开关逆变电源,设计了脉冲参数影响规律研究的工艺实验平台。实验根据一脉一滴的原则,改变峰值电流、峰值时间、基值时间,采用小波分析仪采集焊接过程的电流电压信号,并用高速摄像机获取熔滴过渡图像,结合两者处理结果分析表明,脉冲参数直接影响熔滴过渡过程,峰值电流和峰值时间之积对熔滴过渡影响显著,基值时间和基值电流对熔滴过渡影响不大。     

基于ARM的多功能数字化逆变电源

针对不同焊接方式的不同控制方法,设计了基于先进精简指令集处理器(ARM)控制的多功能数字化逆变电源.利用基于ARM和复杂可编程逻辑器件的人机交互系统,通过软件设计,在一台电源上实现了CO2气体保护焊、脉冲熔化极气体保护焊、手工焊条焊等多种焊接方式的转换与选择.采用小波分析仪采集焊接过程的电流电压信号,考察了多功能数字化逆变电源的工艺性能,结果表明所设计的电源可满足各种焊接工艺要求,实现了数字化逆变电源的多功能化,提高了数字化逆变电源的实用性.     

基于DSP的交流调速系统软开关三相逆变器的应用特性研究与分析

目前,国内外对于交流调速逆变系统的研究非常活跃,但有关软开关以及DSP(Digital Singnal Processor)技术在三相逆变器中的应用研究却相对有些滞后.死区效应作为三相逆变器的主要特性,为了提高逆变器本身工作的可靠性,不断提高输出电流波形的质量,以辅助二极管变换极逆变器ADRPI(Auxiliary Diode Resonant Pole Inverter)为研究对象,在对其拓扑结构以及工作原理介绍的基础上,深入研究和分析了其死区形成原理、死区时间大小、影响死区时间的主要因素以及死区效应对逆变器的影响等内容,通过建立数学模型、进行仿真以及基于DSP所开展的交流调速相关实验,证明了通过采用ADRPI软开三相逆变器并合理设置其死区时间可以有效减小死区效应对逆变器输出电流质量的影响,为ADRPI软开三相逆变器的进一步实际广泛应用奠定了基础.     

用TV摄象机对脉冲焊接电弧长度的采样控制

本文研究了用图象处理方法对脉冲焊接电弧长度进行计测和控制的问题。研究中使用了由个人微计算机、图象处理装置及焊接机器人构成的正规视觉机器人,对弧长进行计测控制,以提高焊接质量。该系统以弧长作为操作量,改变每个周期的脉冲峰值电流的宽度,以达到对焊接弧长控制的目的。系统反应灵敏,弧长稳定,焊接质量好。     

脉冲MIG焊熔滴过渡阶段波形控制研究

在自行研制的软开关逆变电源上改变脉冲MIG焊控制波形,在电流波形的下降沿增加熔滴过渡阶段,实现焊接过程的稳定可控。通过小波分析仪采集并统计了瞬时电流、电压、动态电阻、瞬时能量、概率密度分布等数据,对焊接过程进行了客观分析和评定。实验结果表明：增加熔滴过渡阶段有助于实现焊接过程的稳定可控。过渡电流较小时,能量不足,易出现短路过渡,焊接不稳定等现象;过渡电流接近峰值电流时,焊接情况与普通脉冲MIG焊类似,达不到波形控制目的。过渡电流不变,焊接质量随着过渡时间的增加而提高,当焊接时间为7ms时焊接效果理想,随着时间的进一步增加,过多的能量使熔滴过渡不规则,焊接质量开始降低。熔滴过渡电流为160A、过渡时间为7ms是本实验条件下的最佳工艺参数。