熔化极气体保护焊熔滴过渡光谱信号的品质

基于对电弧光谱动态特征的认识，在实验的基础上获得了不同过渡形式下熔滴过渡的光谱信号，通过与电弧电信号和电弧光强信号的对比，发现以光谱信号检测熔滴过渡，具有工艺适应性宽、信号强度大和信噪比高等优点，因此可以认为光谱信号具备最佳的信号品质。     

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.     

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.     

脉冲熔化极气体保护焊多信息采集分析系统

设计了基于虚拟仪器技术(LabVIEW)的脉冲熔化极气体保护焊的电信号和熔滴过渡多信息同步采集系统.利用高速数字摄像技术,记录熔滴过渡过程,同时采集焊接过程的电流、电压信号,并将各个信息传输到PC机中,实现数据的保存.通过综合分析熔滴过渡图片与对应电信号的关系,可为控制熔滴过渡形式,优化脉冲熔化极气体保护焊接参数提供依据.     

利用功率比指数对气体保护焊熔滴过渡模式的实现

利用焊接质量分析仪采集气体保护焊焊接过程中瞬时电流和电压波形特征,对测的数据进行数学统计,提出电源功率比率指数的概念。利用此指数能够定性指出熔滴过渡模式,从而实现在线监测和控制金属熔滴的过渡模式,实现良好的焊接质量。     

熔化极气体保护焊引弧时间预测模型

通过分析熔化极气体保护焊(GMAw)引弧过程中焊丝与工件接触处的加热过程,建立了GMAW接触引弧时间预测计算模型,并实验验证了该计算模型的准确性和可靠性.结果表明:引弧时间不仅与焊丝的热性能和电性能有关,而且与焊丝直径、引弧电流和接触电压有关;基于预测模型计算的引弧时间与实验所得引弧时间基本一致,该计算模型具有一定的准确性和可靠性,为进一步认识GMAW引弧机制以及对焊接电源引弧阶段的合理设计提供指导.     

保护气体对双丝旁路耦合电弧GMAW熔滴过渡行为影响的检测与分析

双丝旁路耦合电弧GMAW是一种新型高效的焊接方法,在实现高熔敷率的同时,可以显著降低母材的热输入.采用被动式视觉传感的方法对双丝旁路耦合电弧GMAW焊接熔滴过渡的行为进行高速摄像采集,获得不同形式下的熔滴过渡过程并进行对比分析.结果表明:当保护气体为纯氩气时,旁路熔滴尺寸较大且难以向熔池过渡;当保护气体为φ(Ar)=80%和φ(CO2)=20%的混合气体时,由于CO2中氧元素的引入改变旁路熔滴表面的受力形式,使得旁路熔滴尺寸明显减小,熔滴过渡形式转变为稳定的射滴过渡,并且焊缝成形较好.     

熔化极气体保护焊动态过程的微机测试与分析

介绍了熔化极气体保护焊动态过程微机测试与分析系统的设计。测试系统不仅使操作人员通过用户界面可方便及时地观察和分析焊接动态过程,而且综合了频谱分析等数据处理功能,为焊接测试提供了较强的硬件与软件支持,解决了焊接动态测试系统中数据量大、要求多种显示形式、数据处理复杂等问题。该系统功能实用,为焊接过程研究和生产应用提供了有效的工具。     

高压干法水下熔化极惰性气体保护焊电弧声数据采集与分析

摘要： 设计了高压干法水下熔化极惰性气体保护焊（MIG）电弧声采集硬件系统,研究分析了不同环境压力对声音信号的影响规律,并进行了不同压力环境下的传声器校准;采用LabVIEW软件编程,同步采集焊接过程中的电弧声和电流、电压信号,在时域和频域两方面分析高压干法水下MIG焊接过程中不同环境压力下的电弧声信号特征,为电弧声在高压干法水下MIG焊接质量监控中的应用奠定基础.     

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.     

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的气保护方法

利用焊剂带约束的电弧进行超窄间隙焊接时,采用合适的气体保护工艺十分重要.为了获得成形良好的超窄间隙焊缝,通过分析和试验确定粗扁管单侧倾斜送气的气保护方法,设计用于研究气保护效果的试验装置,并利用该装置研究气流量、喷嘴截面尺寸以及喷嘴与保护区距离对气保护效果的影响.结果表明,在气体喷嘴截面尺寸为2.5 mm×12 mm,气体喷嘴与电弧距离为20～25 mm的情况下,保证焊缝成形良好的最佳气流量为10 L/min.     

手工焊过渡熔滴尺寸的试验研究

本文推荐一种测定过渡熔滴尺寸的方法,即62年英国电弧物理会议上石崎敬三提出的d_(50)法。这种方法可以较准确地定量测定过渡熔滴尺寸,再现性很好,方根差为0.059,误差系数为2.1％。本文就此方法做的一些验证性试验研究,结论如下: Ⅰ、d_(50)法把统计理论应用于随机量的测定,具有较科学的理论基础,实验证明它可以对各种影响熔滴尺寸的因素进行定量评定,因而不失作为一般焊条厂测定过渡熔滴尺寸的有效手段。 Ⅱ、焊条与碳棒之间夹角越大,熔滴尺寸越大。 Ⅲ、电流强度增大,熔滴尺寸是减小的,只是由于药皮类型不同,减小的趋势不同而已。 Ⅳ、极性对过渡熔滴尺寸亦有影响,通常正极性施焊要比反极性施焊时熔滴尺寸大。但变化趋势相同。 Ⅴ、能增加电弧析出的气体量或减小表面张力及界面张力的成份均能使过渡熔滴尺寸减小,如大理石、长石等。 上述试验研究表明:用d_(50)这个量来评定过渡熔滴尺寸是较为合理的,因为这个尺寸的熔滴也是出现频率最高的。因而适合没有特殊手段的工厂作为评定过渡熔滴尺寸大小的方法。     

脉冲MIG焊熔滴过渡光谱信息的研究

采用焊接电弧光谱检测装置,对脉冲MIG焊熔滴过渡的光谱信息进行了研究,结果表明,电弧光谱信息可以很好地反映脉冲MIG焊的熔滴过渡;发现了多种熔滴过渡的光谱信息模式,这些模式可反映1峰0基、1峰1基等各种形式的熔滴过渡,特别是可以对脉冲峰值期间的多滴喷射过渡作出清晰的反映;信号波形的脉动幅值大,脉宽较宽,抗干扰能力强,容易识别,信号品质优越。这些结果为脉冲MIG焊熔滴过渡的光谱实时控制奠定了良好基础,为脉冲MIG焊的控制开辟了一条新途径。     

双丝共熔池熔化极气体保护焊熔池流动的数值模拟

利用FLOW3D软件建立三维数值模型,以模拟船用A36低碳钢双丝熔化极气体保护焊(GMAW)熔池的流动行为.采用双椭球热源模型,考虑电弧压力、表面张力、电磁力及浮力所驱动的熔池内液态金属的流动和热传递,以及辐射、蒸发、熔滴的动态冲击作用,并利用高速摄影技术观察熔池的流动行为.结果表明,双丝GMAW形成了单一共熔池,后丝产生的电弧压力分量抑制了液态金属向熔池尾部的流动,双丝之间形成的"推-拉"流动方式以及熔池向外流动方式有助于形成较好的焊缝;双丝GMAW熔池内不易形成毛细不稳定流动的现象,熔池前后表面张力的法向分量相对平衡,没有出现液体通道收缩及提前凝固的现象.     

高压环境下湿度对低碳钢熔化极气体保护焊焊接质量的影响

利用高压试验舱模拟高压环境,在环境压力为0.5 MPa的条件下进行了V型坡口对接低碳钢熔化极气体保护电弧焊焊接试验,利用湿度监测系统监测焊接过程中周围环境的湿度变化情况,并进行了焊缝的力学性能测试及其微观组织形貌分析.结果表明:随着环境相对湿度增加,焊接接头的冲击韧性下降;焊缝热影响区(HAZ)的金属微观组织变得粗大,而且出现了少量贝氏体组织,但仍能够满足美国焊接学会提出的水下焊接规程(AWS D3.6M-2010)的要求.     

软开关双丝脉冲熔化极活性气体保护焊逆变电源

根据双丝脉冲熔化极活性气体保护（MAG）焊的工艺要求，将软开关技术、双闭环控制技术以及现场总线控制技术相结合，研制了一套软开关双丝高速脉冲MAG焊电源，并应用计算机信息测试采集平台对该系统进行测试．结果表明，系统具有良好的静、动特性，主从机协同控制稳定可靠，完全可以满足双丝高速脉冲MAG焊的技术要求．     

基于计算机图像处理的FCAW熔滴过渡形态的分析

利用计算机图像处理系统观察了CO2保护气氛下,药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡行为、电弧形态等电弧物理现象,总结了熔滴过渡的类型.研究结果表明,随着焊接参数的增大,药芯焊丝依次出现短路过渡、大颗粒过渡和细颗粒过渡,并观察分析了药芯焊丝产生的滞熔现象.     

单电源双丝旁路耦合电弧熔化极气体保护焊工艺

摘要： 针对常规双丝旁路耦合电弧熔化极气体保护焊（GMAW）的控制过程较复杂、焊接成本较高等问题,提出了采用单电源实现双丝旁路耦合电弧GMAW的方法,并设计了采用快速原型技术的实验系统.同时,进行了大量焊接工艺实验.实验结果表明：采用单电源的双丝旁路耦合电弧GMAW可以稳定焊接,但相对于双电源的双丝旁路耦合电弧GMAW其稳定工作区间更窄;通过调节旁路送丝速度快慢的焊接工艺实验,分别找到了在主路电流为300、350、400、450、500、550A时旁路送丝速度的稳定工艺区间.     

环境压力对熔化极气体保护焊焊缝强度及韧性的影响

利用高压焊接试验舱在环境压力分别为0.1、0.5、0.9MPa的条件下,以Q235C钢板为母材进行V型坡口对接焊试验,通过调节焊接电流和电压、焊接速度及焊枪摆幅等焊接参数,获得了不同环境压力下成形良好的焊缝,并对焊缝进行力学性能检测和微观组织形貌观察.结果表明:随着环境压力增加,焊缝的抗拉强度增加,韧性明显下降,焊缝及其热影响区的微观组织因环境冷却作用的增强而出现了上贝氏体组织,但焊缝的综合性能仍能够满足水下焊接相关标准的要求.     

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的实现

探索一种实现超窄间隙焊接的新方法.采用5 mm的坡口间隙,将特定成分的焊剂带沿坡口侧壁送入电弧区,对电弧进行约束,可阻止电弧沿侧壁攀升;同时能有效控制电弧的加热区域,保证坡口两侧壁的有效熔合.设计并试验研究焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的焊枪.导电嘴采用弹簧片作用的双铜板结构,通过建立描述导电嘴在夹紧焊丝时的变形及受力方程,精确设计导电铜板的几何形状,保证其可靠导电性和耐用性.试验表明,焊剂带与电弧的相对位置,以及合适的送焊剂带速度是保证稳定焊接过程的关键.