脉冲MIG焊控制方法的现状

针对脉冲MIG焊控制方法的现状进行了介绍,主要包括:脉冲MIG焊电弧的开环控制;Synergic脉冲MIG电弧控制系统;脉冲MIG焊弧长反馈闭环控制系统;脉冲MIG焊弧长反馈闭环控制系统;QH-ARC103控制法;等熔深控制技术;弧长非线性处理方法.针对GMAW-P焊接过程,展开脉冲电流、熔滴过渡及弧长的数字控制研究,对改善GMAW-P焊接工艺,提高GMAW-P焊接质量,扩大GMAW-P的应用范围有着现实的意义.     

双弧脉冲惰性气体保护焊耦合电弧稳定性控制

针对双弧脉冲惰性气体保护焊(MIG)的特点和控制要求,提出了视觉反馈并控制主弧弧长来稳定整个耦合电弧的控制策略.在此基础上,搭建了基于xPC的双弧脉冲MIG焊实时控制系统,设计了主弧弧长视觉提取方案,并进行了基于视觉反馈的耦合电弧稳定性控制实验.结果表明,通过视觉传感并控制主弧弧长的稳定来保证整个耦合电弧稳定的控制策略是可行的,能够满足双弧脉冲MIG焊的控制要求,保证焊接过程的稳定进行,焊接效果良好.     

脉冲旁路耦合电弧GMAW焊接过程的稳定性控制

脉冲旁路耦合电弧GMAW(Pulsed DE-GMAW)是一种低热输入的新型焊接方法,可以应用于铝钢异种金属的焊接.针对其在开环条件下耦合电弧抗干扰能力较弱、焊接过程不稳定、焊缝成形较差等影响焊接质量的关键问题,提出通过调节主路弧长控制耦合电弧稳定性的方案,并利用Matlab/Simulink软件和xPC-target快速原型控制平台,进行耦合电弧弧长稳定性控制实验.结果表明:通过控制主路弧长可以有效解决Pulsed DE-GMAW焊接过程中耦合电弧稳定性问题,保证Pulsed DE-GMAW焊接质量,获得成形良好的焊缝形貌.     

脉冲熔化极气体保护焊的弧长和熔滴尺寸控制

采用直接模型参考自适应控制算法对弧长和决定熔滴尺寸的焊接电流进行解耦控制,通过调节焊接电源输出电压和送丝速度,使焊接过程中电流和弧长保持在设定值上,使得每个脉冲周期熔化的焊丝体积相等,保证每个周期中熔滴尺寸在脉冲产生之前均匀一致.仿真结果显示该算法可以实现控制对象的输出跟随参考模型的输出.     

脉冲旁路耦合电弧惰性气体保护焊过程控制

摘要： 脉冲旁路耦合电弧惰性气体保护焊是一种新型的低热输入焊接方法.针对该方法焊接过程中耦合电弧稳定性较差的问题,提出通过改变送丝速度调节主路弧长控制耦合电弧稳定性的控制方案并进行了仿真分析,同时采用快速原型技术设计了焊接过程控制系统并进行焊接实验. 结果表明：模拟仿真结果证明提出的控制方案可以保证脉冲旁路耦合电弧惰性气体保护焊接过程的稳定性;通过焊接实验验证了仿真结果,同时获得了稳定的焊接过程与成形良好的焊缝.     

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。     

厚板双面双弧焊机器人任务规划及仿真

针对低合金高强钢厚板生产效率低下,采用双面双弧不清根焊接工艺为实现机器人智能化焊接提供了可能.采用离线仿真结合集散控制实现了多种焊接方法、多个任务和多种机器人复杂焊接系统的集成.通过建立指令目录实现了多机器人编程指令的管理,设置指令目录的指令执行条件实现机器人间运动时序关系的控制,最终实现了多机器的编程与仿真.建立集中控制中心,根据工艺要求和机器人执行条件对多任务进行规划管理,实现厚板双面机器人自动化焊接任务.     

单片机CTAW弧长自动控制研究

为提高焊接自动化程度和焊缝质量，研制了以ＭＣＳ－５１刊单片机为核心的弧长自动跟踪和自动接触引弧控制系统．该系统利用数理统计法进行弧长采样，省略了采样电路中Ａ／Ｄ转换环节，使控制系统不仅有良好控制性能，而且结构简单，抗干扰能力强．采用计算机控制的自动接触引弧技术，引燃可靠，钨电极污染极小，并避免了高频高压引弧对电子线路和环境的危害．     

单片机GTAW弧长自动控制研究

为提高焊接自动化程度和焊缝质量，研制了以ＭＣＳ－５１单片机为核心的弧长自动跟踪和自动接触引弧控制系统。该系统利用数理统计法进行弧长采样，省略了采样电路中Ａ／Ｄ转换环节，使控制系统不仅有良好控制性能，而且结构简单，抗干扰能力强。采用计算机控制的自动接触引弧技术，引燃可靠，钨电极污染极小，并避免了高频高压引弧对电子线路和环境的危害。     

弧焊机器人焊接单元研制

从汽车焊接零件的产品特点及焊接要求出发,结合研制的弧机器人焊接单元的使用情况,分析了系统构成及系统特征,着重研究了机器人焊接夹具有设计、电气控制系统的配置、焊接工艺的选定等。     

耐候钢Q450NQR1深熔GMAW电弧行为

分别采用深熔GMAW和脉冲MAG对耐候钢Q450NQR1进行了焊接试验,焊接过程中采集电流、电压及其对应的电弧图像,观察和分析了电弧形态和焊缝成型,同时基于图像处理考察了深熔GMAW焊接电流和焊接速度对电弧行为、焊缝成型的影响.结果表明:相比脉冲MAG,深熔GMAW电弧能量更集中,热源位置下降,焊缝熔深增加,且焊缝几何对称性较好;随着深熔GMAW焊接电流的增加和焊接速度的降低,电弧面积减小,边缘周长变短,质心位置下降,焊缝熔透深度增加;焊接电流315 A、焊接速度650 mm/min时焊接电弧最为稳定,焊缝成型质量也最好.采用优化的焊接工艺完成了12 mm厚Q450NQR1钢板材的单面焊双面成型,焊缝成型较好,接头各区域无软化和脆化现象.     

高锰钢薄板MAG焊工艺验试研究

采用大电流、细直径焊丝、高速送丝MAG焊工艺,对轧制的高锰钢薄板进行了焊接。分析了焊接接头组织及性能,得出了MAG焊焊接高锰钢的可行性。     

窄间隙旋转电弧熔化极活性气体保护焊视觉焊缝偏差检测

摘要： 针对旋转电弧窄间隙熔化极活性气体保护焊多层单道焊焊缝跟踪需要,提出一种基于被动视觉传感的焊缝偏差识别方法. 首先通过旋转电弧位置传感器和处于触发工作模式的CCD摄像机获取电弧旋转到坡口左侧和坡口右侧时的焊接图像,然后根据图像灰度直方图特点,构建了自适应双阈值获取算法. 大阈值用于获取电弧区域进而得到电弧中心位置;小阈值用于获取坡口工件区域,进而通过计算水平方向一阶差分得到坡口边缘. 通过对比一个电弧旋转周期内获取的两幅图像,可计算电弧旋转中心和坡口中心的偏差,得到焊缝偏差. 该偏差检测算法高效、可靠且可避免坡口底部改变带来的误差,同时可用于不同偏差算法的比较和融合.     

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。     

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．     

弧焊过程中多信息同步采集系统

弧焊过程中,电信号、电弧形态及光谱辐射包含着反映焊接状态的重要信息．目前对焊接过程的参数采集大多是单一的、孤立的,没有将各种信息相互联系并达到相辅相成的效果．针对这种情况,研究了一种以LabVIEW软件为基础平台,结合研华PCI-1716数据采集卡和电压电流传感器、高速摄像设备、光谱仪等设备搭建的焊接多信息同步采集系统．详细说明该系统的软件编程方法,并将该系统应用于MAG焊中,采集焊接过程的电信号、高速摄像图片信息和光谱信息,通过对数据的简要分析,检验系统的同步性．     

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.     

双脉冲MIG/MAG焊全数字控制策略

对于双脉冲MIG/MAG焊,在基于变速送丝的基础上,为实现等弧长控制与过程稳定,提出了包括弧长稳定、电压和电流瞬时值反馈计算的三闭环控制模型.在每个熔滴过渡周期内,该模型能够检测弧长变化并做出调整,对于干伸长的变化也能进行实时补偿.采用DSP进行了全数字实现,样机实验表明,所提出的控制策略可行,焊接过程稳定,焊缝成型美观.     

一种弧焊机器人熔池图像的快速标定方法

为了获得弧焊机器人焊接过程中熔池的几何尺寸,须在焊接过程中采用摄像机采集熔池图像,并完成系统的标定.将摄像机模型考虑为理想针孔透视模型,采用固定角度和高度对熔池图像进行采集,使标定模型参数缩减至8个,和传统标定方法相比,大大降低了计算量.采用同一平面4个目标点进行了系统标定和实验,理论和实际熔宽平均误差为0.031 mm,因此应用该方法对弧焊机器人熔池图像进行标定是可行的.     

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 .