熔化极脉冲焊熔滴过渡合理形式的研究

本文利用高速摄影机和示波器研究了钢焊丝熔化极脉冲焊的各种熔滴过渡形式,试验是在平焊和仰焊位置进行的。作者指出虽然一脉冲一滴和一脉冲多滴的过渡形式在平焊和仰焊位置都能提供稳定而有力的轴向熔滴过渡,但前者只能在很窄的焊接规范区存在,而后者有较宽的焊接规范区间。因此一脉冲多滴的过渡形式是更合理的。熔化极脉冲焊存在两个区分不同熔滴过渡区的临界电流。第一个称为“临界脉冲过渡电流”它是一脉冲过渡一滴的下限电流。第二个称为“临界跳弧电流”,它是一脉冲过渡多滴的下限电流。文中还对熔化极脉冲焊的电弧形态与熔滴过渡形式的关系进行了研究和讨论。发现一脉冲多滴过渡的产生过程总是伴随着“跳弧”现象,亦即附着在熔滴端面上的烁亮弧根突然上跳到缩颈的根部。这种跳弧现象在一定的脉冲电流幅值和相应的脉冲电流时间产生。在通常的熔化极气电焊中,当由颗粒过渡转变到射流过渡时也出现这种跳弧现象。实质上,常规的熔化极气电焊过程的临界电流就是连续电流下的临界跳弧电流。下面的现象可说明这一点,在熔化极脉冲焊过程中,当延长脉冲电流时间时,临界跳弧电流将逐渐接近常规熔化极气电焊的射流过渡临界电流。在一脉冲一滴和一脉冲多滴的过渡过程,在脉冲电流停止后还能出现熔滴脱离的现象,这可能是由于焊条熔化金属运动的惯性和焊条端头上金属细液柱的失稳现象所引起的。     

变极性脉冲MIG焊的控制

研究变极性脉冲MIC焊的主要目的是控制形成浅焯缝，高效焊接铝合金薄板变极性脉冲MIG蚌的控制系统由逆史控制系统和单片机控制系统构成。控制系统协调控制电弧极性、电弧稳定性、焊丝熔化及熔滴过渡、电弧电压等焊接参数，获得稳定的焊接过程。变极性脉冲MIG焊在电弧EP极性时，利用脉冲电流熔化焊丝、形成熔滴过渡，电弧EN极性时电弧沿焊丝端上爬，EN极性电孤促进焊丝熔化、减小电弧对熔池的加热作用，减小焊缝熔深，焊接薄板时其有独特优势。     

脉冲电流熔化极气电焊电弧形态的控制及其实际意义

脉冲电流熔化极气电焊具有控制熔滴过渡和热输入量的特殊能力已是众所周知。通过试验发现,这种焊接方法还具有控制电弧形态的能力。这种电弧形态的可控性在焊接生产中是有实际意义的。     

外加纵向磁场对直流正接MAG焊的研究

介绍了在纵向磁场作用下直流正接MAG焊的熔滴过渡过程,分析了磁场参数对焊接电弧、熔滴过渡、焊丝熔化特性和焊缝成形的影响规律,进而确定磁控技术在直流正接MAG焊中应用的可行性。利用纵向磁场对电弧烁亮球运动特点的控制和约束作用,降低了由于电弧烁亮球活动范围过大而引起的焊接飞溅。     

脉冲熔化极气体保护焊研究现状与发展

针对脉冲熔化极气体保护焊的脉冲电流波形、形式、电弧长度控制和熔滴过渡信号检测与控制、焊缝成形等内容的研究现状进行了讨论。展望了脉冲熔化极气体保护焊的发展趋势。     

熔化极脉冲电弧焊熔滴过渡特征光谱信息及其应用

熔化极脉冲焊大大提高了焊接过程中线能量输入和熔滴过渡的可控性,成为焊接界研究的热点。目前,熔化极脉冲电弧焊正向着熔滴过渡精确化控制的方向发展,但如何获取脉冲焊熔滴过渡特征信息问题一直没有得到很好的解决,因而难以实现熔滴过渡闭环控制。本文在此方面进行了多方尝试,通过对采样到的电弧光进行信号降维,从而得到高信噪比的反映熔滴过渡特征的光谱信息。试验结果表明：这一信息较直接采样而得到的电弧光强信号具有更为普遍的工艺适应性,稳定可靠、可以利用它进行采样和控制,文章最后给出了以此对脉冲焊熔滴过渡进行精确控制的结果。     

不锈钢熔化极脉冲氩弧焊

熔化极脉冲氩弧焊,是六十年代发展起来的一种焊接新工艺。焊接电流由直流基本电流和脉冲电流所组成。我厂采用的是上海劳动电焊机厂生产的 NZA20—200型熔化极脉冲氩弧焊机,脉冲频率为50和100赫芝两种。熔化极脉冲氩弧焊,比起一般的熔化极氩弧焊具有一系列优点。一般的熔化极氩弧焊,只有在细丝“短路”过渡焊接薄板或大电流“射流”过渡焊接厚板才是稳定的,而中间范围的“熔滴”过渡,则电弧不稳定,这就限制了一般熔化极氩弧焊的应用范围。脉冲氩弧焊由于有规律地控制熔滴过渡,即使在     

变极性熔化极气体保护焊的研究与发展

变极性熔化极气体保护焊是一种新型的焊接方法,在焊丝接正半波内以脉冲电流或者精细波形控制的方法实现熔滴的过渡,在焊丝接负时降低电弧输入熔池的热量,并提高焊丝的熔化速度,提高熔敷速度,非常适合于薄板焊接。介绍了变极性技术在熔化极气体保护焊中的应用,分析不同保护气体所对应的变极性电流控制波形,以及电流过零时电弧稳定性的控制方法,指出变极性熔化极气体保护焊的发展方向。     

脉冲MIG焊前中值波形控制工艺参数

为了实现脉冲MIG焊熔滴过渡的稳定可控,设计了前中值波形控制工艺方法.在两脉冲峰值之间增加中值电流,提高了熔滴过渡的可控性.采用自行研制的焊接电弧动态小波分析仪对前中值电流波形控制的焊接过程进行了分析和评定,工艺试验表明,前中值电流太小时有短路断弧等现象,前中值电流太大则类似于无中值波形;前中值时间太短时中值阶段效果不明显,前中值时间太长时焊接过程不稳定.调节适当的中值电流和中值时间,可实现熔滴过渡的可控性,经试验得到脉冲电流和脉冲时间的最佳匹配参数.     

氩弧焊装置及应用技术讲座——第八章 熔化极氩弧焊(MIG焊)(五)

六、熔化极脉冲氩弧焊(PMIG焊) 一般的MIG焊是以射流过渡为主要过渡形式。其焊接电流要大于临界电流才能稳定工作。因此,焊接薄板及热敏感性材料、空间焊缝等受到较大限制。而熔化极脉冲氩弧焊适应这种要求应运而生。所谓PMIG焊就是将脉冲电流周期性的叠加到直流电流上,但其平均电流仍低于临界电流,且熔滴过渡又能控制。     

磁致旋转射流过渡MAG焊接工艺分析

在设计一种工程实用性强、小型化的纵向磁场发生装置的基础上,将纵向磁场引入到98％Ar＋2％O2保护的射流过渡MAG焊中,提出了一种稳定、可控、有规律的磁致旋转射流过渡MAG焊接工艺,并详细研究了励磁电流（磁场强度）对电弧形态及运动行为、焊丝熔化特性、熔滴过渡机制和焊缝成形的影响规律,同时指出了该工艺的不足之处一纵向磁场在抑制指状熔深的同时却形成了偏心焊缝。结果表明,外加纵向磁场后,MAG焊电弧、液锥和液流束都偏离焊丝轴线并高速旋转,熔滴过渡虽然偏离了焊丝轴线,但仍在电弧烁亮区内部进行;随着励磁电流的增大,电弧旋转角速度增加,可见弧长缩短,熔滴过渡速度加快,焊接电流减小,焊丝熔化系数提高。     

半周脉动送丝CO2气体保护焊的特点

本文对半周脉动送丝CO_2气体保护焊接过程进行了研究.叙述了在该条件下金属熔滴过渡的特点。文中提出了焊接过程稳定的条件和焊接规范参数选取的原则.     

环保焊枪吸烟对小电流CO2气体保护电弧焊的影响

采用环保焊枪进行了小电流二氧化碳气体保护电弧焊平焊位置焊接,通过分析焊接过程中电弧形貌、电流电压和熔滴过渡方式变化以及焊缝成形、焊缝金属拉伸力学性能和X射线探伤结果,评估了吸烟功率变化时的吸烟效果以及吸烟行为对于焊接过程和焊缝质量的影响规律. 结果表明,使用环保焊枪可以显著降低小电流二氧化碳气体保护电弧焊时飘散在周围空间中的焊接烟尘. 吸烟过程虽然使得短路过渡熔滴频率略有增加,悬挂熔滴和电弧的稳定性略为变差,但对焊缝成形和焊接缺陷都无影响,焊缝金属屈服强度略有减小,抗拉强度略有增加.     

碱性焊条焊接短路过渡时间的研究

本试验以各种整流焊机作为焊接电源,用MC—80A 动态分析仪为测试手段,对低氢型焊条手弧焊熔滴短路时间的概率分布进行了探讨。论证了低氢型焊条手弧焊短路时间概率分布属于离散型。短路时间最大的概率值所对应的时间为t_0,则有60%以上的短路时间集中在(t_0±3)ms的区域内。本文着重分析了焊条直径、焊接工艺参数、焊机特性对t_0的影响,初步确定在正常焊接条件下,不同的焊条直径时,t_0的变化范围,这对进一步研究低氢型焊条的飞溅与电源特性的关系,对探讨弧焊电源更为合理的动特性考核方法,有一定参考价值。     

变极性方波电源的换向与控制

首先分析了变极性方波电源二次逆变换向过程的特点 ,即开关器件切换的电压低 ,电流大 ,回路电感引起的续流过程在换向中起着重要的作用 ,它能提供适宜的反向驱动时间 ,或者促进再引弧电压形成。指出了反向驱动延迟时间td 并不等于电弧电流间断时间tD(即熄弧时间 )的实际情况。归纳出td>0、td<0两种换向控制方法 ,深入分析了两种控制方式下的换向过程机理 ,得出了相应的换向控制策略 ,并给出了实现方法及试验结果。最后指出了两种控制方法的不同特点及适用范围。从而深化了方波电源的换向理论 ,为改善这种电源的工作性能和可靠性 ,为其合理的设计 ,提供了进一步的依据。     

焊机动特性影响焊接飞溅的机理研究

本文利用微机数据采集分析系统定量研究了焊机动特性对焊接飞溅的影响关系及其作用机理。通过大最工艺实验及数据统计分析表明,在焊机从负载至短路过渡过程的电流峰值倍数I_(hd)/I_h 与焊接飞溅率间确实存在有一定量关系;通过与高速摄影同步进行的焊接电流采样分析可以认为,焊机动特性对焊接飞溅影响的实质主要在于其影响着熔滴短路过程结束时的焊接电流瞬时值。当I_(hd)/I_h 值过大时(超过2.0),熔滴短路结束重新引弧时的焊接电流值很大(接近峰值电流),对熔池金属会产生强烈冲击而引起金属飞溅现象。     

变极性TIG焊电弧燃烧稳定性与恒占空比控制

电流换向的快速性和稳定性是影响变极性TIG焊接电弧燃烧稳定性的关键因素，尤其是在小电流变极性TIG焊时，极易出现熄弧和电弧燃烧不稳定问题. 对电流换向期间的电压/电流波形深入分析发现，一次逆变采用基于PID的电流反馈控制获得恒流输出时，在电流换向结束后易产生焊接电流回调现象，小电流焊接时甚至降至零，从而导致电弧熄灭，这与PID控制中的di/dt项密切相关. 提出了一次逆变在电流换向期间采用恒占空比控制新方法. 结果表明，该方法可有效提高换向电流的响应速度，防止换向后的电流回调或超调，增强了变极性电流换向过程的稳定性.     

CO2气体保护焊电弧温度场和流场建模与分析

建立了CO₂气体保护焊焊接电弧三维瞬态模型,通过采集实际CO₂气体保护焊瞬变电流数据,运用磁流体动力学(magneto hydrodynamics,MHD)等基本理论,结合ANSYS的多物理场耦合功能,模拟出了CO₂气体保护焊焊接电弧的电场电流密度、磁场电磁力、温度和速度场的分布.电弧温度场分布模拟结果和文献中的试验数据基本一致.同时通过计算系统的流体雷诺数和马赫数对该模型中的流体层流假设和不可压缩假设的合理性进行了验证.该数学模型可为控制CO₂气体保护焊焊接电弧提供理论指导,也为进一步分析CO₂气体保护焊电弧的动态过程打下了基础.     

CO_2气体保护焊逆变电源闭环控制系统

建立了CO2气体保护焊焊接负载数学模型及相关电源—负载系统仿真模型;采用燃弧末期恒压控制、其余阶段表面张力过渡(surface tension transition,STT)电流波形控制的焊接逆变电源闭环控制结构,设计了焊接电流和电弧电压的模糊神经元PI控制器,构建了CO2焊接逆变电源控制系统仿真平台.结果表明,所设计的闭环控制结构和控制算法能使焊接电流更接近理想的STT电流波形,可改善焊缝成形质量、实现无飞溅过渡;燃弧末期电弧电压恒定,可使电弧有更好的自调节特性.