铝合金薄板高斯脉冲MIG焊

提出了GAUSS-MIG焊模型,成功在2 mm和3 mm厚度的铝合金薄板进行了焊接试验.通过分析试验采集的信号,发现焊接电流电压波形规整、分布有规律,重复性好,能量输入集中,弧长稳定,证明了GAUSS-MIG焊的焊接过程平稳.GAUSS-MIG焊焊缝的力学性能比传统的铝合金双脉冲焊有一定的提高,并且焊缝外观鱼鳞纹清晰工整,表面光亮,熔高和熔深合适,焊接过程几乎无飞溅发生,电弧声柔和,焊接质量好.     

基于概率密度分布图的双丝脉冲焊稳定性定量评价

为减少双丝脉冲焊焊接过程稳定性评价的主观性,提出一种基于概率密度分布图的定量评价方法.在分析电流参数对概率密度分布影响的基础上,设计了峰值概率密度比K_DT、峰值概率和K_S、区间概率K_P三个分项指标,从而获得最终量化指标单路评价指标C_pdf,双丝评价指标TC_pdf.为验证方法的有效性,选择电参数和稳定性均不同的电流信号进行了试验.结果表明,设计的量化指标准确反映了不同双丝焊信号的稳定程度,焊接过程稳定性的定量评价得以实现.为工艺分析、智能控制参数优化提供决策参考.     

基于分形和数学形态学的MAG焊熔池图像分析

焊接过程产生的烟尘、孤光以及飞溅导致焊接熔池图像中存在大量的噪声,运用对噪声敏感的图像处理方法很难准确地提取熔池图像的信息.提出了一种基于分形和数学形态学理论的综合图像处理方法.该方法利用分形理论中离散分数布朗随机场理论得到按分形维分布的熔池灰度图像后,采用常规的图像处理方法提取图像边缘,然后利用数学形态学中开运算和闭运算,得到图像的强连通边界,并利用二值形态学中的连通域检测去除噪声得到目标图像.试验结果表明该方法能够快速、准确地检测到熔池的边缘、高度、宽度以及面积等信息.     

Analysis of droplet transfer of pulsed MIG welding based on electrical signal and high-speed photography

In order to study how welding parameters affect welding quality and droplet transfer, a synchronous acquisition and analysis system is established to acquire and analyze electrical signal and instantaneous images of droplet transfer simultaneously, which is based on a self-developed soft-switching inverter. On the one hand, welding current and voltage signals are acquired and analyzed by a self-developed dynamic wavelet analyzer. On the other hand, images are filtered and optimized after they are captured by high-speed camera. The results show that instantaneous waveforms and statistical data of electrical signal contribute to make an overall assessment of welding quality, and that optimized high-speed images allow a visual and clear observation of droplet transfer process. The analysis of both waveforms and images leads to a further research on droplet transfer mechanism and provides a basis for precise control of droplet transfer.     

铝合金薄板脉冲MIG焊低热输入工艺

利用数字化焊接电源在AA6061铝合金板上进行了单脉冲,双脉冲和梯形波三种脉冲熔化极焊接工艺的平板堆焊试验.分别通过改变基值时间、焊接速度两种方式来探讨焊接工艺参数对铝合金薄板脉冲MIG焊输入能量及显微组织的影响机理.结果表明,提高焊接速度和通过调节低能量脉冲群的脉冲个数与调节低能量脉冲群的脉冲基值时间来增大基值时间均可以降低热输入,且通过增大基值时间来降低热输入的方式能够细化焊缝组织中的晶粒尺寸,而增大焊接速度则可以提高焊接接头的硬度.     

双脉冲MIG焊铝工艺参数设计及试验

铝焊接过程易产生气孔,双脉冲焊接工艺能够减小气孔发生率,获得理想的焊接质量和美观的焊缝外观。双脉冲波形的最大特点是高频时实现一脉一滴的熔滴过渡,低频时控制熔池,即一个低频周期形成一个熔池,形成鱼鳞纹,同时每个低频周期都能对熔池产生一定的搅拌作用,促使熔池中的气体排出去,从而减小了气孔倾向。双脉冲焊铝需要调节的参数较多,包括强脉冲峰值电流和时间、强脉冲基值电流和时间、弱脉冲峰值电流和时间、弱脉冲基值电流和时间等。设计了4组12个双脉冲焊接试验,通过试验探讨了焊缝成形与参数设置和焊接条件的关系。焊缝无咬边,熔透较好,焊缝成形比较好,证明本试验用焊接电源具有较好的工艺性能,能较好地实现双脉冲焊铝。     

基于DSP的双丝数字化逆变电源设计

双丝焊接是一种高效节能、优质经济的焊接工艺方法,能够提高焊接生产效率和焊接质量。确定了双丝焊数字化电源的总体方案,设计了两台并行的IGBT全桥逆变主电路的拓扑结构和以TMS320F2808 DSP为核心的硬件控制系统,通过测试平台对系统进行全面测试,测试表明所设计的硬件系统能稳定运行。     

IGBT模块开关过程损耗仿真研究

在分析IGBT开关过程仿真电路结构和特性的基础上,采用ICAP/4仿真IGBT的动态开关过程.根据IGBT在开关过程中的电压电流波形得到了开关过程中的功率损耗和能量损失曲线,并根据所得结果分析了IGBT模块的热特性和损坏机理,对IGBT的实际运用提出了具有指导意义的保护措施.     

铝合金脉冲MIG焊起弧与收弧优化控制

针对铝合金焊接存在的起弧和收弧困难的问题,分析了起弧和收弧的特点,分别提出了"热脉冲起弧"和"数字化收弧"的控制方案。采用实验空自行研制的多功能数字化焊机和焊接电弧动态小波分析仪,进行了起弧和收弧对比试验,试验结果表明:"热脉冲起弧"焊缝熔深好,起弧成功率高,起弧过程电弧相对稳定,并不扰乱焊接气氛,焊缝气体保护状况较好;"数字化收弧"焊缝填充饱满,焊丝削球更为理想。验证了"热脉冲起弧"和"数字化收弧"设计效果较普通起弧收弧效果优越的特点。     

四通道焊接电弧动态小波分析仪的设计与实现

双丝焊大大提高了焊接速度和生产效率,并且可得到优质美观的焊缝.国内各焊接研究所和厂家陆续开展相关研制工作.然而,传统焊接电弧电信号采集检测系统往往只适用于单丝焊.本研究设计并实现了四通道焊接电弧动态小波分析仪,可采集双丝焊接过程中的四路电信号.该系统允许用户在使用前进行校准,具备采集交流电信号、量程可选、支持ISA及PCI两类总线采集卡等特点,可为双丝焊机的调试和检测提供有效的支持.围绕其硬件结构作了细致的论述,对比了所支持的两个型号的采集卡的技术指标,并且对其软件系统的增益码获取及写入等一系列步骤进行了详尽的解释.