熔滴冲击方向对焊缝质量的影响

为探究熔滴冲击方向对焊缝飞溅、焊缝轮廓、显微组织及显微硬度等的影响,采用脉冲型熔化极气体保护焊工艺,通过倾斜焊枪在6061铝合金薄板上开展了堆焊实验.结果表明:当焊枪倾斜时,焊接飞溅产生在与焊枪倾斜的同侧,且飞溅量显著增加;熔滴冲击能够细化焊缝下部的晶粒.以熔滴向右冲击进入熔池为例,焊缝上部因受非对称熔池驱动力的作用,最高点与焊缝下部中心线偏离量达焊缝最大宽度的20.1%,焊缝右侧热影响区及显微硬度分布区间均显著大于左侧;气孔和裂纹分别大量分布在焊缝的左、右两侧,这与焊枪倾斜时熔滴驱动液态金属在熔池内的流动形式相关,熔滴冲击决定的流体流动抑制了左侧气孔的逃逸,同时促进了右侧裂纹的出现.     

脉冲参数对脉冲MIG焊焊接行为的影响研究

针对自行开发的软开关逆变电源,设计了脉冲参数影响规律研究的工艺实验平台。实验根据一脉一滴的原则,改变峰值电流、峰值时间、基值时间,采用小波分析仪采集焊接过程的电流电压信号,并用高速摄像机获取熔滴过渡图像,结合两者处理结果分析表明,脉冲参数直接影响熔滴过渡过程,峰值电流和峰值时间之积对熔滴过渡影响显著,基值时间和基值电流对熔滴过渡影响不大。     

正弦波脉冲MIG焊铝的正弦振幅参数调控

基于正弦波形的永恒周期性和无限阶导数连续性,结合铝合金类轻质材料焊接时仅需要较低焊接能量等特点,建立了正弦波调制脉冲MIG焊铝正弦振幅参数的简化关系式,通过试验验证了所建立的参数简化关系式的正确性和实用性,应用时易于稳定获得理想的鱼鳞纹焊缝.该简化关系式中振幅系数κ的数值范围在[15.0%,23.1%]时,正弦波调制脉冲焊接具有参数值匹配区间宽、要求低,稳定工作点区域大,受外部环境干扰小等优点.所建立的简化关系式为脉冲MIG焊铝过程中各焊接参数的优化匹配奠定了理论和试验基础.     

基于分形和数学形态学的TIG焊熔池图像分析

焊接图像中不可避免地存在烟尘和弧光等干扰造成的噪声,而传统的图像处理方法对噪声非常敏感,因此很难准确地对焊接图像进行处理.文中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的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,然后利用二值形态学中的连通域检测去除噪声并得到目标图像,进而利用形态学中的开运算和闭运算得到图像的强连通边界.试验结果表明,该方法能够快速、准确地检测熔池的边缘、高度、宽度以及面积等信息.     

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。     

新型弧焊电源及其智能控制

重点介绍了弧焊逆变器新的发展方向--软开关相移PWM控制技术,给出了一个具体的电路实例和试验结果;分析了弧焊逆变器动态过程的仿真技术和模糊逻辑控制方法,为新型弧焊逆变器的研制提供了一种新思路。     

铝合金后中值波电流焊接工艺研究

一脉一滴的熔滴过渡被广泛认为是脉冲熔化极惰性气体保护焊中最好的过渡形式,通过在方波脉冲的峰值后增加一个后中值脉冲能有效增强熔滴过渡的可控性,提高焊接过程稳定性和焊缝成形效果.文中利用小波分析仪采集焊接过程瞬时电流电压信号,经过分析得到电流-电压分布概率和U-I图,并将两者与焊缝外观相结合一起综合评定焊接效果.1.2 mm铝合金ER4303焊丝焊接实验表明:在平均电流不变的情况下,采用后中值脉冲波形焊接能明显提高焊缝成形的质量,在焊缝表面形成规整的鱼鳞纹;中值电流取值太小,控制熔滴过渡的作用不明显,只是相当于增加了基值时间;取值太大,相当于增加了峰值时间,焊接过程不稳定;后中值时间太短,能量积累不够,不能控制熔滴过渡;时间太长容易造成熔滴过渡不规则,焊缝的鱼鳞纹消失;后中值电流时间取值在6~10 ms范围内,取值在强弱脉冲电流平均值左右时,焊接过程稳定,焊缝鱼鳞纹光亮、规整、美观.     

PCMC Boost变换器与EMI滤波器的级联设计

为避免电磁干扰(EMI)滤波器与峰值电流模式控制下Boost变换器级联时的性能下降,同时保持级联后的稳定性和动态性,提出利用状态空间平均法来构造Boost变换器的小信号模型,以获得阻抗等传递函数集;设计了使变换器环路增益具有4 kHz的控制带宽和67°的相位裕度的比例积分(PI)控制器;在Matlab上设计的EMI滤波器达到相关标准规定的噪声抑制,通过图形化阻抗比判据结合奈奎斯特稳定判据来评估级联系统的稳定性,并对构成闭环的级联系统进行了仿真和建模.仿真和实验结果证明,文中设计的级联型EMI滤波器不仅能抑制噪声电流,达到欧盟EMC标准,而且保持了级联系统的稳定,动态性能良好,从而提供了一个在PCMC Boost变换器应用的解决方案.     

BP神经网络优化训练技术的研究

在分析ＢＰ神经网络理论的基础上，探讨了ＢＰ神经网络优化训练技术．文中比较了四种训练法，其中自适应调整学习率带冲量项训练法，可大大地提高训练效率，且无振荡现象．     

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。