数字化交流伺服CO2焊推拉送丝系统

以运动控制卡对转动惯量小、响应速度快的交流伺服电机控制为核心,采用缓冲器为桥梁,研制了等速送丝和推拉送丝相结合的CO2推拉送丝系统.设计了基于编码器速度负反馈的PWM送丝调速电路,可以有效补偿负载变化和电网电压波动造成的转速变化,控制精度高、送丝稳定.以交流伺服电机为基础,设计了推拉送丝机构,实现了焊丝的送进-回抽.根据推拉送丝CO2焊接的特点,设计了焊丝的运动曲线,通过对运动控制卡的编程实现了焊丝的实时送进-回抽控制.该系统抗干扰能力强、工作稳定,最高推拉送丝频率可达90 Hz.     

高强度CO2气体保护焊实芯焊丝概述

介绍了高强度CO2气体保护焊实芯焊丝的国内外发展情况;分析了制约我国高强度焊丝发展的主要因素,并提出了高强度CO2气体保护焊实芯焊丝发展所面的问题及将来的主要研究方向。     

CO2气体保护焊短路过渡过程的闭环实时控制

为了减少CO2气体保护短路过渡焊的飞溅,本文提出了短路过渡过程的闭环实时控制思想并进行了试验研究。在熔滴与熔池发生短路及液体小桥爆断这两个最容产生飞溅的时刻,利用大功率电子关元件切换焊接回路外串电阻的方法及时降低焊接回路中的电流。在前一时刻维持较低电流至溶滴与熔池充分接触,在后一时刻维持较低电流至熔滴过渡完毕,该方法能有效地抑制由瞬时短路造成的大颗粒飞溅和由电爆炸产生的细颗粒飞溅,实现了CO2气体保护焊短路过渡过程的闭环实时控制。     

CO2气体保护焊的新型全数字化波形控制技术

对于逆变弧焊电源,采用基于 DSP 的全数字控制策略.针对短路过渡 CO2 气体保护焊特点,提出了准恒压全数字化新型波形控制策略,不再根据输出电压区分短路和燃弧过程,使得短路和燃弧过程过渡自然,适应于所有的焊接工艺,提高了系统的适应性.同时在短路初期采用瞬态电流抑制技术减少了飞溅,建立了包含实时燃弧能量补充机制的全数字化电压电流瞬时反馈的全数字三闭环控制模型.结果表明,所提出的全数字化软开关控制策略灵活、可靠;所采用的数字波形控制技术适应性好、灵活、焊接过程稳定、焊缝成形优良.

Abstract：

According to the characteristics of short circuit transfer of CO2 gas metal arc welding, a novel full digital waveform control scheme called quasi-constant voltage control is presented for inverter type arc welding power based on DSP. Short circuit and arc ignition process are not judged according to the output voltage and transfer process between them is smooth. The strategy is also applied to all welding conditions. Initial current at the instant of short-circuit is suppressed to reduce spatter generation. A triple closed loop control model including real time energy compensation for the arc state based on instantaneous voltage and current feedback control is estabhshed. Flexibility and reliability of the proposed fully digitalized softswitching control strategy is validated by experimental results of 400 A welding machine. The experimental results show that proposed digital waveform control scheme is applicable for different wire feeding speed conditions, and the welding process is stable and the welding bead appearance is good.     

基于ARM全数字化CO2气体保护焊的研究

CO2气体保护焊具有效率高、成本低、形变小、抗锈能力强等优点,在工业中应用广泛。国内电焊机在数字化方面的研究起步虽晚,但发展迅速。在电弧数学建模、控制算法的基础上,运用ST公司的32位ARM微处理器对CO2气体保护焊的全数字化系统进行了研究、设计与实现。CO2气体保护焊熔滴过渡存在短路、燃弧交替变化的特点,针对系统参数变化大、扰动复杂的情况,应用现代控制理论设计了熔滴短路过渡电流的模糊自适应PI控制器,在线识别电弧实时状态,改变控制量,保证系统控制品质在最佳范围,借鉴STT的控制策略,并在STM32F103微处理器上调试通过,获得了较好的焊接效果,实现了CO2气体保护焊的全数字化控制:控制算法数字化、功率输出数字化、馈丝系统数字化以及人机交互界面数字化。     

基于图像过渡区的CO2气体保护焊焊缝识别算法

利用过渡区图像分割技术实现CO2气体保护焊焊缝的识别.采集到的焊缝图像在目标区和背景区存在过渡区域,在直方图上表现为双峰之间的谷比较宽广且平坦.通过对原始图像进行高端剪切和低端剪切变换,利用不同灰度像素的梯度信息来确定过渡区,进而利用过渡区来确定图像分割的阈值.克服了图像中非目标区域的影响,可以抗噪声和干扰.算法简单,实时跟踪性也较好.结果表明,该方法边缘检测效果良好,是一种比较适合CO2气体保护焊焊缝识别的方法.     

低热输入推拉送丝CO2焊接工艺

传统短路过渡过程熔滴过渡随机发生,短路与燃弧时间比例范围较大,燃弧与短路期间的能量分配比例也随之起伏不定.推拉送丝CO₂焊接系统利用焊丝的送进-回抽与波形控制相结合的控制方式,促使熔滴在较小的电流下进行过渡,实现稳定可控的短路过渡CO₂焊接过渡.通过焊接参数的合理选定,控制回抽焊丝强制熔滴过渡,可有效减小等效燃弧电流I_ea和等效燃弧电压U_ea,从而降低热输入量.当推拉送丝系统中焊丝的送进与回抽时间相等时,焊接过程中短路/燃弧的时间也大致相同,无较大波动,燃弧与短路能量分配比例也较为稳定,可以控制在一个较小的值.结果表明,采用相同送丝速度时,推拉送丝短路过渡燃弧期间能量远小于传统的短路过渡,采用推拉送丝CO₂焊接系统可实现过程精密控制的低热输入短路过渡的焊接过程.     

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气体保护焊送丝软管的改进

软管是推丝式迭丝稳定的关键所在,一定要畅通无阻不打死弯,长短伸缩变化要很小(刚性大),又要使用轻便随和不硬,为此,土法自力更生利用土胎具(如     

基于KC05的CO2送丝调速系统

介绍了一种利用集成移相触发器KC05设计的CO2送丝相控调速系统。该系统采用GK102和LM2907作为光电测速频压转换,得到速度反馈,该系统具有结构简单、动态性能好、调速精度高等特点,并经过实际应用,效果良好。     

负脉冲电流诱导过渡CO2焊接用晶体管电源的研究

本文介绍了用于控制诱导过渡CO_2焊接的晶体管电源的工作原理及其使用效果,用这种晶体管电源进行CO_2焊接,其熔滴过渡是受控的,过渡更富有规律性,颗粒均匀,飞溅小,焊缝成形好,生产率高。     

C02气体保护焊机的工艺性能与其电源特性的关系

市场上不同的C02气体保护焊机，其电源特性和工艺性能具有较大的差异。分析了电源特性的差异对C02气体保护焊机工艺性能的影响，在此基础上提出一些改进方法。     

水下局部排水CO2半自动焊接技术的研究和应用

本文介绍了水下局部排水CO_2半自动焊接方法及其应用。分析了湿法水下焊接的主要问题是:可见度差、含氢量高、冷却速度快。而解决这些问题,是改善和提高湿法水下焊接质量的三个技术关键.概述了包括电源、水下送丝箱、焊枪在内的水下焊接设备的特点.特别是研究成功了一种特殊结构的焊枪。采用CO_2气体保护和局部排水的工艺,成功地解决了上述三个技术关键,使其接头质量达到了API 1104和ASME Ⅸ规程的要求。这套设备可以配合轻潜、重潜进行不同空间位置和不同接头型式的水下焊接,并成功的在13.5m 水深处,对采油平台的六根水下桩进行了水下焊接施工,效果满意,质量良好.     

水下局部排水CO2半自动焊气孔问题的研究

本文针对水下局部排水CO_2半自动焊中的气孔问题进行了初步探讨,着重研究了CO_2气体流量对气孔生成的影响。试验表明,气孔的性质为氢气孔,气孔的形态为螺钉状和条虫状两种。随着CO_2气体流量的增加,气孔率下降,气孔形态由螺钉状向条虫状演变.选择合适的CO_2气体流量使之形成稳定的背面气相区,是防止对接坡口封底焊道产生气孔的有效途径.     

厚板铝合金双丝气体保护焊工艺

采用双丝气体保护焊对40mm厚7A52铝合金板进行焊接工艺试验,研究了坡口形式和参数等对接头质量的影响,确定了最佳的双丝气体保护焊工艺及参数。焊缝缺陷、硬度、组织分析和力学性能等方面的检测表明：对于40mm厚7A52铝合金板,采用双丝气体保护焊工艺可得到优良的焊接接头。     

降低CO2气体保护焊飞溅的研究

阐述了CO2气体保护焊飞溅的产生原因，介绍了各国在该领域的研究现状，详细分析了现存控制方法在原理上存在的问题，归纳出有效降低焊接飞溅的关键。介绍了作成功开发的一种能十分有效降低焊接飞溅的新方法，并展示了跟现有焊机的对比实验的结果。     

LiF对自保护药芯焊丝电弧稳定性的影响

采用AHXV电弧分析仪研究了芯料组成中LiF对自保护药芯焊丝焊接电弧稳定性的影响。研究结果表明，在自保护药芯焊丝中加入LiF，能够减小焊接电流的波动范围，使焊接电弧的稳定性得到改善，但LiF的加入量应控制在合适的范围内，加入量太少稳弧作用不明显，加入量过多能导致焊接飞溅增大及由于吸潮而带来的的气孔等问题。     

CO2焊在压力容器生产中的应用

通过对１６ＭｎＲ钢板采用ＣＯ２焊与手工电弧焊两种焊接方法的焊接接头性能的对比,阐述了ＣＯ２焊在压力容器生产中的应用前景。