锂电池极片超声波金属焊接机的设计

根据锂电池电极焊接工艺要求,提出了一种基于压电陶瓷纵向振动的机械结构形式,设计了一种全数字化控制的超声波金属焊接机电源系统.该电源系统采用移相PWM数字振幅控制、振幅阶梯输出、可编程的缓启动,自动焊头频率搜索及自动频率跟踪等技术.实际使用证明,该机能快速实现自动频率跟踪、精确振幅控制、完善故障保护.     

基于DSP控制的超声金属焊接电源

为了进一步提高超声金属焊接的可靠性与稳定性,针对现有模拟超声焊接电源频率跟踪性能差、焊接过程振幅不可调的缺陷,文中提出了基于数字信号处理器(DSP)控制的超声电源方案.通过采集压电换能器两端电压、电流相位差,利用增量式PI控制算法实现了焊接过程的频率跟踪;采用脉冲宽度调节的方式实现了焊接过程超声振幅大小的调节.结果表明,采用数字控制的超声电源,实现了焊接过程振幅的连续可调;负载突变时,0.32 ms时间内可以实现频率跟踪过程.     

基于变参数PI-ADPLL超声焊接电源的频率跟踪控制

在超声波焊接过程中,由于焊接负载和振动系统温度等的变化使系统固有频率发生漂移,振幅脱离谐振状态.针对这一缺点,采用数字信号处理DSP技术,研究了一种基于变参数PI与全数字锁相环ADPLL相结合的超声焊接电源频率复合跟踪控制策略,即当频率的误差值大于或等于偏差设定的阀值时,采用变参数PI控制,快速准确地将电源工作频率引入锁相范围;当频率误差值小于偏差设定的阀值时,采用ADPLL控制,使超声焊接电源的工作频率精确跟踪换能器的谐振频率.试验结果表明,基于变参数PI-ADPLL控制的超声焊接电源具有频率跟踪性能好、响应速度快、工作效率高等优点.     

超声波焊接电源频率自动跟踪方式

在介绍超声焊接中的声学系统频率特性的基础上，着重阐述了超声波电源的几种主要的频率跟踪方式，并指出其发展方向。     

一种逆变式超声焊接电源频率跟踪技术

作为一种材料加工方法,超声焊接技术的应用日益广泛.针对超声焊接过程中超声换能器谐振频率发生漂移的问题,提出了一种基于AT89S52单片机、脉宽调制(PWM)型控制芯片SG3525A和数字电位器的逆变式超声焊接电源频率自动跟踪技术.介绍了超声焊接电源主电路和频率跟踪电路的工作原理以及所用器件的功能,并给出了超声焊接电源频率跟踪子程序的流程.与传统电路相比,所设计的频率跟踪电路具有简单、新颖、实用等优点.     

基于ZCS-PWM的超音频感应焊接电源的研究

介绍一种基于ZCS-PWM(零电流开关-脉宽调制)技术的新型超音频感应焊接电源。利用ZCS频率跟踪电路,控制串联谐振式逆变器的开关频率始终跟踪负载的固有谐振频率,使逆变器的输出功率因数接近1,同时显著减小了开关器件的功率损耗,提高了整机的效率。所设计的系统采用直流斩波调压实现输出功率调节,降低了电源输入侧高次谐波,改善了传统的焊接工艺。研制的实用型焊接电源的最大功率为80kW、最高工作频率30kHz、全部采用IGBT器件,装置具有体积小、功率因数高、效率高、焊接速度快等优点。     

铝合金／钛合金超声波点焊热-机耦合分析

超声波焊接技术是一种通过施加压力和高频剪切运动来实现材料固态连接的方法。利用超声波焊接技术进行金属间的焊接能在低于金属熔点的温度下实现良好的冶金连接。因此可以应用于冶金性能差异较大的异种金属的焊接。本文针对超声波焊接过程中温度瞬间变化的特点，利用超声波焊接界面反应机理的研究结果，建立了超声波焊接铝钛异种合金的二维有限元模型。通过有限元数值模拟的方法得到了超声波焊接过程中瞬态温度和应力分布。为超声波焊接工艺的优化和制定提供了理论依据。     

超声波金属焊接的研究现状与展望

超声波金属焊接的节能、环保、操作方便等突出优点,越来越受到人们的重视。超声波金属的焊接已广泛应用在众多领域。本文简单介绍了超声波金属焊接基本原理和优缺点。概述了超声波金属焊接的国内外发展现状。并对超声波金属焊接的发展前景做了具体的展望。     

薄质金属超声波焊接的研究现状与展望

概述超声波金属焊接的工作原理及其特殊优势和缺点。详细介绍当前国内外在薄质铝、铜、镍等金属超声波焊接的机理,工艺及组织、性能等方面开展的研究及其对超声波焊接标准建立的参考价值,以及研究者们在超声波焊接温度场的模拟仿真方面开展的研究工作及其对超声波焊接机理研究的指导意义。结合当前超声波金属焊接技术发展存在的局限性,总结和展望了该技术未来有待加强和突破的研究方向。     

超声波金属焊接机全面上市

近期,国内唯一超声波金属焊接设备专业制造商——楚鑫机电隆重推出了行业首款全自动整板超声波金属焊接机,已在国内全面上市。行业专家纷纷表示,这种新型超声波金属焊接技术不但能有效解决我国金属焊接行业成本居高不下的难题,     

超声波金属焊接信号采集与分析系统

为了对超声波金属焊接过程进行分析并提取反应焊接质量的特征值,设计了一种基于LabVIEW的数据采集系统,主要包括传感器、信号调理电路、数据采集卡、系统主程序等四部分.本系统实现了对超声波金属焊接过程参数的采集、显示、存储和分析.采用小波分析的方法对电流信号进行分解,探索电流信号与焊接质量相关联的特征.超声波金属焊接试验结果表明,采集系统能够对多路信号进行同步准确的采集和初步分析;电流信号基频频率段信号的幅值,变化趋势在一定程度上反应焊接质量,电流信号基频频率段信号有效平均值过小或者变化趋势不明显都将导致焊接失效.     

程控超声加工电源的频率跟踪和恒幅控制

频率跟踪和恒定振幅控制是超声加工电源两个重要的特性。本文用电路理论分析了电流作了反馈控制量的理论依据,介绍了发生器的结构、频率跟踪和恒幅输出的实现方法,完成了变步长频率跟踪和ＰＩＤ恒幅控制的软件设计。     

电弧传感器和超声波传感器信息融合在焊接中的应用

利用超声波熔深测量传感器和电弧焊缝跟踪传感器联合控制焊缝跟踪精度和焊接质量。电弧传感器获取焊缝偏差信息,超声波传感器获取焊缝熔深信息,将超声波获取的焊缝熔深信息转换为焊缝偏差信息后,采用最优加权与递推最小二乘法相结合的融合算法对两种传感器得到的焊缝偏差信息进行融合处理,能有效提高焊缝跟踪精度。融合处理后的焊缝偏差信息和焊缝熔深信息输入到三输入两输出模式的模糊控制器,实现了焊接质量的在线检测,提高了焊缝跟踪精度。     

超声辅助磨削专用电源的研制

超声辅助磨削要求超声电源具有稳定的高频输出特性及反应迅速的实时跟踪特性。针对传统超声电源工作频率低、输出功率低、跟踪速度慢等问题,利用STM32F103VET6控制器和直接数字频率合成（direct digital synthesize,DDS）技术,设计并实现专用于超声辅助磨削的具有高频率、高功率和高稳定性的超声电源系统,并采用基于模糊PID（proportion,integral,differential）控制器的频率自动跟踪方法,实现快速准确地频率自动跟踪。使用所设计的超声电源进行电学性能测试及超声辅助磨削加工验证试验,结果表明:所研制的超声辅助磨削专用电源在难加工材料磨削加工中运行良好。      

添加铜箔中间层的NiTi形状记忆合金超声波焊接

采用超声波焊接方法对添加铜箔中间层的NiTi形状记忆合金进行搭接焊,研究接头的表面形貌、界面形貌、相变行为、抗拉性能和断裂特点. 结果表明,超声波焊接能实现添加铜箔中间层的薄片状NiTi形状记忆合金的有效连接. NiTi焊缝表面存在明显压痕,界面处结合良好,无金属间化合物生成. NiTi形状记忆合金超声波焊缝呈可逆单相转变过程,接头强度达到母材的65%,断裂位置在母材区,断口形貌呈现韧性断裂特征. 超声波焊接方法将有效解决NiTi形状记忆合金采用传统熔焊方法时产生脆性金属间化合物的这一问题,为NiTi记忆合金的连接提供了新的解决途径.     

6061铝合金超声波点焊温度场数值模拟及试验

针对超声波焊接过程中温度演化过程监测存在的困难,考虑焊接过程中塑性变形产热和高频摩擦产热,建立了三维超声波焊接热-结构耦合Ansys有限元模型,模拟了6061铝合金超声波金属焊接过程,计算了不同焊接参数下的温度场,用细丝热电偶测温试验验证了焊接温度.结果表明,焊接过程中焊接区域最高温度模拟值与试验值误差在5%以内,表明了模型的准确性;温度最高处位于焊接区域中心位置,高温区随焊接时间的增大而增大;超声波金属焊接过程中,温度场主要受焊接压力及焊接时间的影响.     

管道全位置超声波-MAG复合自动焊接系统

超声波-MAG复合焊接技术作为一种新型的焊接方法,将超声波力与能量的特点和常规的焊接过程进行机械耦合,能对焊接中的电弧、熔滴和熔池等产生作用。设计搭建了管道全位置超声-MAG复合自动焊接系统,在选定的工艺参数下,完成了焊接试验,试验结果验证了超声波-MAG复合自动焊接系统应用于管道焊接的可行性。超声波-MAG复合自动焊接系统的焊接短路过渡过程更加稳定,短路频率明显提高,飞溅量明显减少,提高了生产效率,也提升了焊接质量。     

基于模糊控制的焊缝自动跟踪系统的设计

为了提高CO2气体保护焊的自动化水平,研制了用于CO2气体保护焊的电弧传感焊缝跟踪系统.采用TMS320F240数字信号处理器作为CO2焊接电源和焊接摆动器的控制核心.CO2焊接电源采用IGBT全桥逆变主电路,根据电弧电压、电流反馈信号进行PID逻辑运算,据此调节PWM的脉冲宽度,使得逆变焊接电源具有恒压电源外特性.采用参数自调整模糊控制器对焊接电流信号分析,获得步进电机的调整步数和调整方向.设计了焊缝跟踪的执行机构焊接摆动器.实验证明,系统实现了0°到8°偏角以内的焊缝跟踪.     

储罐横焊缝自动焊接装置的研制

设计了一种立式储罐倒装施工用自动跟踪式横焊缝自动焊装置。该装置由焊接操作与电源系统、焊接行走机架与控制系统和焊缝自动跟踪系统等组成,不仅能够进行储罐罐壁横焊缝的埋弧自动焊,还可以进行气体保护焊,具有良好的防风功能;焊接过程实现了焊缝自动跟踪,跟踪精度达到±0.5 mm。焊接装置适合储罐板宽为1.4～2.2 m的焊接,具有成本低、操作方便、焊接质量好等优点。     

基于MSP430超声波点焊机频率跟踪控制

针对超声振动系统的谐振频率随负载变化发生漂移的问题,设计了一种基于MSP430控制器的超声波电源.采用电感串联和电容并联的方式实现振动系统的电端匹配;对逆变变压器原边采用串联谐振技术,减小开关损耗;利用MSP430内部ADC获取振动系统的电流和电压相位差的大小,根据鉴相器输出的频偏方向,调整MSP430输出PWM波的占空比,改变TL494输出频率,从而实现频率自动跟踪的闭环控制.试验结果证明,该控制方法具有检测精度高、动态响应速度快、频率跟踪稳定性好.