弧焊熔滴过渡的高速摄像与电信号测试分析

针对焊接熔滴过渡频率高、难以观察的特点,以焊接电流、电弧电压、熔滴过渡图像为信息源,建立了高速摄像与电信号小波分析系统,论文阐述该系统的构成并分析系统构建中的关键技术,利用该系统对自行研制的脉冲MIG焊电源熔滴过渡信号进行了测试与分析。结果表明,脉冲MIG焊短路过渡发生时,电弧电压信号、弧焊电流信号发生突变,有明显的特征变化,可直接用于过程控制;而射流过渡、射滴过渡发生时,电弧电压信号、弧焊电流信号变化平稳,没有明显的特征变化,可通过提取熔滴特征信息用于过程检测和质量控制。     

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．     

焊接电弧的电子模拟负载

通过分析焊接电弧动特性和绝缘栅双极晶体管(IGBT)特性，设计了焊接电弧电子模拟负载，提出了一种弧焊电源动特性测试的新的试验方法．该方法采用IGBT作为可变电阻来模拟实际焊接过程中电弧的动态变化，通过弧焊电源的动态电参数来进行综合评判，并对所设计的电子模拟负载进行了工艺实验研究．实验结果表明，采用IGBT可以作为电子模拟负载来模拟焊接电弧的电流、电压的动态变化．     

小波变换和PSD估计在弧焊电信号处理中的应用

用小波变换对含有瞬态干扰的弧焊电信号进行多尺度分解,在某些尺度下,瞬态信号特征得以明显增强,用简单的阀值比较就可以有效地检测并消除瞬态干扰.然后对消噪后的信号利用PSD对其估计一段时间内弧焊电信号功率与频率的关系,从而得到可以反映焊接过程稳定性的信号统计特征.最后在Matlab环境下进行仿真实验,验证了此上两种方法的结合在提取弧焊特征信号中的有效性.     

CO2弧焊电源动特性的模糊逻辑推理评定

ＣＯ２弧焊电源动特性的评定方法一直是焊接界未能很好解决的问题,论文中研究了用子波统计分析方法由焊接过程电信号中提取与电源动特性相关的特征信息,并在大量的实验基础上,根据实际经验研究了动特性的模糊逻辑推理评定方法,建立了模糊逻辑推理评定系统,实验证明了该评定系统的有效性。     

弧焊过程信号检测分析系统

研制了一种用于弧焊过程动态信号的检测分析系统,该系统主要由信号传感器、信号适配器、多路高速数据采集卡和微机信息处理系统等组成.以WINDOWS为操作平台,通过菜单调用数据采集、数据分析、数据存取和显示等模块,可方便快捷地获得焊接过程信号特征和规律分析结果.     

弧焊检测分析系统中串口通信的实现

介绍了由DSP与PC机构成的弧焊分析系统中串口通信的基本原理和结构，提供了DSP和PC之间在Delphi环境下的一种实现方法，并且在焊接过程中实现了弧焊数据的实时传输和显示。     

车辆机器人焊接CAD/CAM系统

为提高车辆自动化焊接的水平,替代目前机器人示教再现的编程方式,自主开发了基于某车辆焊接的弧焊机器人离线编程系统--VWROBCAM.VWROBCAM是基于面向对象的思想,采用图形工具OpenGL在Visual C＋＋环境下开发的离线编程系统.该系统实现了车辆三维焊接零件的参数化自动造型及焊接特征设计,基于COM接口技术实现了焊缝特征信息提取,基于OLE技术实现大型机器人工作站仿真环境与车辆的三维CAD无缝集成及机器人焊接过程计算机图形仿真.     

模拟焊接电弧负载控制器的研制

分析了采用模拟焊接电弧负载测试弧焊电源外特性和动特性的可行性 ;确定了模拟电弧负载用电阻的制作材料、结构形式 ;明确了模拟电弧负载电阻值的变化规律并研制了实现该阻值变化规律的控制器。     

弧焊逆变器控制系统的非线性模型仿真研究

针对目前采用线性化的小信号分析方法进行近似估计在时域或频域分析中具有的局限性,结合弧焊变器动态过程的特点,提出了基于Matlab建立控制系统的非线性模型并进行仿真分析的方法。分析结果表明,该模型能够直接给出对输出动态过程的描述,正确地反映系统的动态性能。仿真和实验测试结果证明了其正确性,为弧焊逆变器研究和设计提供了有效手段,并可推广到其他类型的焊接电源。     

高速埋弧焊烧结焊剂的研制

探讨了高速埋弧焊焊缝咬边的机理、影响因素和解决途径。研制了一种新型的焊速可大于80m/h的高速埋弧焊烧结焊剂,并介绍了这种焊剂的性能。阐述了焊接工艺参数的焊剂成份对高速焊焊接工艺性的影响。利用这种焊剂对16Mn和20g材料进行了焊接工艺实验评定,结果表明:利用这种焊剂可以解决高速焊咬边和焊接工艺性的问题,并能满足压力容器和锅炉钢焊接要求,是一种较为理想,可推广使用的焊剂。     

单片机控制的CO2弧焊电源

该系统以MC68HC11A8微控制器为核心,控制焊接程序、焊接电压、送丝速度等焊接参数,具有电源静动特性适应性强,操作自动化程度高等优点。文中详述了系统的电路和控制软件及其工作原理。     

CO_2气体保护焊短路过渡过程与电参数的关系

用计算机控制的高性能数据采集系统对 CO2 焊短路过渡过程的电参数进行了研究 .分析认为可利用电弧电压来指示熔滴短路及电弧复燃 ,利用电弧电压的微分来指示液体小桥缩颈 ,为 CO2 焊短路过渡实时控制奠定了基础 .     

3.2 m膜式壁拼排焊机的制造及调试

论述了3.2m膜式壁拼排焊机的制造及调试技术，在调度过程中得到了熔化极气体保护焊在富氩状态下形成喷射过度时合适的电流、电压及送丝速度。焊缝成形、电弧稳定性均良好，焊缝外表质量稳定、光滑，试样各项性能指标均达到JB／T5255要求。     

YAG激光与脉冲MIG复合焊

采用设计制造的复合焊接机头 ,研究了YAG激光 脉冲MIG电弧复合焊接铝合金时各种规范参数对焊缝成型的影响规律及激光与电弧的复合作用 .结果表明 ,在比较宽的参数范围内YAG激光 脉冲MIG复合焊接铝合金具有焊缝成型美观 ,无气孔等优点 ,熔深与激光单独焊相比增加 4倍 ,与脉冲MIG焊接相比增加 1倍以上 ,焊速显著提高 ,是一种理想的焊接工艺 .     

高频脉冲TIG焊的电弧控制及高频效应

本文通过研究脉冲焊电弧的电流、电压波形,发现电弧功率随频率增加而提高。由此提出自由电弧在脉冲电流作用下,其形态的动态过程属惯性系统的假设,并用20000幅/S的高速摄影进行了验证。通过对惯性系统电孤的可控性分析,发现自由电孤可由高频脉冲电流控制在非稳定状态上,此时电弧脉冲电压明显提高,这就是电弧的高频效应。本文还研究了影响高频效应的几个主要因素,着重分析了维弧电流的作用,提出高频时由于电弧的惯性,瞬间电流停止并不会导致电弧熄灭,因此得出高频焊不需要维弧电流的结论。     

虚拟仪器在焊接参数检测分析系统中的应用

采用LabVIEW作为软件开发平台,建立基于虚拟仪器的弧焊电参数检测分析系统.以CO2气体保护焊为研究对象,对焊接电流和电弧电压进行采集,采用数据统计和频域分析等数据处理方法,从不同的焊接规范中提取了弧焊特征参数.实验结果表明:所开发的虚拟仪器具有良好的实时性、方便的可扩展性和较强的数据分析功能,为焊接质量的判断提供了有效的分析依据.     

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．     

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.