高速CO2焊电流波形控制系统

针对高速CO2焊焊缝成形差、飞溅大的问题,提出了一种新型的焊接电流波形控制方法,在短路阶段控制短路电流和电流上升率,在燃弧阶段采用大恒流 小恒流的两段恒流法来控制燃弧能量.根据该控制原理,设计了基于单片机控制的高速焊系统和控制软件.探讨了波控参数对焊缝成形的影响,并通过大量试验对波控参数进行优化.试验结果表明,该系统采用两段恒流控制法对电流波形实时控制,可精确控制燃弧能量,有效地改善焊接工艺性能,满足了高速CO2焊的控制要求.     

应用波控技术控制CO2焊燃弧能量的研究

利用弧焊逆变电源具有优异的可控性和快速响应能力的特点,以波控技术为基本指导思想,对应用微机技术控制CO2焊短路过渡燃弧能量进行研究.试验结果表明,采用一种参数自调整模糊控制方法,对稳定燃弧段电流的下降斜率进行控制,起到了燃弧电子电抗器的作用.焊接工艺试验表明,焊接过程稳定,短路过渡频率稳定,焊接飞溅和成形得到了较好的改善.     

波控CO2短路过渡焊的电弧行为

在基于CO2短路过渡焊存在的飞溅和成形问题的物理本质所提出的波形控制方案的基础上，对CO2短路过渡焊波形控制过程中存在的断弧和电弧偏吹等电弧行为进行了电参数波形检测和高速摄影研究，分析了所采用的波形控制方案在特定条件下存在的问题，指出了在波形控制燃弧阶段进程中应注意控制的精确化而不是波形之间简单的切换，这样才能保持燃弧过程及整个短路过渡过程的稳定性。     

高速CO_2焊电弧能量检测与分析

设计了焊接电弧动态参数的检测系统,对CO2焊短路过渡中的电弧电压及焊接电流进行实时采集,使用Matlab软件统计分析电弧能量。在不同焊接速度下,对CO2焊的各个过渡阶段的电弧特性进行分析,研究电弧能量与熔滴过渡稳定性之间的关系。试验结果表明,通过对短路过渡过程中各个不同阶段的输入能量的控制,可提高焊接过程的稳定性,实现CO2焊的高速化。     

CO2焊短路过渡过程的同步多信息分析及试验

采用高速摄像技术记录CO2焊的高速变化的短路过渡物理过程,利用计算机数据采集系统通过传感器采集多路信息,成功的实现了焊接电弧及熔滴过渡影像与电弧电压和焊接电流波形的同步控制,通过对照分析高速摄像所拍的影像和电信号检测法所得的波形关系,获得了所反映的焊接短路过渡过程信息,分析了CO2焊短路过渡过程的物理特征,提出了CO2焊短路过渡过程的不同阶段的合理控制方案,依此方案进行波控实验。实验结果显示,飞溅减少,焊缝成形改善。     

波控CO2短路过渡焊电流信号的近似熵分析

为了评定波控CO2短路过渡焊的稳定性,将非线性参量近似熵理论引入到研究中.利用近似熵对波控CO2短路过渡焊电弧的电流信号进行特征分析.通过对不同的焊接参数下的电流近似熵比较,表明不同工艺参数下,近似熵明显不同,其可作为焊接过程稳定性的评判标准,近似熵越小、方差越小,焊接过程就越稳定.结果表明,近似熵分析在表征信号的复杂性方面有明显的效果,从而为波控CO2短路过渡稳定性分析提供了一种很有效的方法.     

波控短路过渡高速焊弧长模糊控制

针对短路过渡高速焊过程中电弧弧长波动更快这一特点，采用电弧电压作为反馈量控制燃弧大电流的模糊控制方法来控制短路过渡电弧，提高高速焊接条件下电弧的稳定性。介绍了系统的结构、模糊控制器和试验结果。试验结果表明，所建立的模糊控制系统在弧长发生变化时，能够快速有效控制电弧使其稳定。     

智能型多功能弧焊逆变电源及其编程控制

基于短路过渡CO2 焊接短路阶段电源输出电阻的变化规律 ,确定了有利于消除瞬时短路及提高熔滴过渡规则性的控制电流波形 ;在此基础上 ,利用逆变弧焊电源的高速可控性 ,以MC6 8HC11A1单片机为主控建立的焊丝干伸长变化前馈———过渡频率负反馈控制系统 ,实现了波控恒频短路过渡CO2 焊接 ,极大地提高了焊接过程的稳定性和适应能力。通过对引弧瞬间电源输出短路电压的实时检测 ,实现了MMA焊电弧推力拐点电压随焊接电流及焊接电缆长度、截面积等改变的自动调节。采用键盘输入和液晶显示等直观输入输出设备 ,设计并实现了焊接方法与参数的编程控制。结果表明 ,系统工作稳定可靠 ,抗干扰能力强 ,具有推广应用价值。     

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.     

高速短路过渡气体保护焊控制及工艺

在数字控制绝缘栅极晶体管逆变电源平台基础上,研究了短路过渡高速焊接工艺的参数匹配和波形控制规律.在焊接电流相同的条件下,随着焊接速度提高,最佳匹配电压逐渐降低.且硬特性的电弧可以在较低的电弧电压下具有良好的稳定性,适合高速焊接工艺.研究了燃弧电压下降速度和焊接热输入以及电弧稳定性之间的关系,降低燃弧电压下降速度可以提高焊接电弧能量,但应当使电弧电压调节到稳定值所需的时间略小于该工艺参数下的燃弧平均时间.结果表明,当焊接速度为1.5m/min时,焊缝外观美观,熔透均匀,符合集装箱侧板对接焊的质量要求.     

MATHEMATICAL SIMULATION OF HEAT AND MASS TRANSFER IN PULSED ARC WELDING BY MELTING ELECTRODE

1.~nonTherearealargenumberofinvestigationswhichhavebeencarriedouttOdescribemathematicallythe"powersource--weldingarc"systeminweldingwithsyst6thaticshort--circuitingofthearcgapusingthemeanparametersofthecondihons.However,theydidnotreflectthetechnologicalstabilityoftheprocess,becauseadeviationofoneoftheseparameterswithinthelicitsofaseparatedricrocycleleadstoitsdisrUPtion.Inparticulax,whenweldingindifferentspatialpositions,thedeviationresultinginanincreaseofaspecificparameter,suchasthepeakshort-…     

CO2半短路过渡焊电弧电压自寻优智能控制

针对细丝短路过渡焊,采用以实现最高短路过渡频率为目标的自寻优模糊控制,可以使电弧电压与唯一设定值焊接电流形成优化匹配获得最高短路过渡频率,达到稳定熔滴过渡、减少飞溅和改善成形的目的.但试验发现这一控制策略用于半短路过渡焊,则无论电流选多大,电弧电压常维持在20V左右,所焊焊缝熔宽窄,余高大,熔深浅.显然,对于半短路过渡焊的电弧电压仍采用以实现最高短路过渡频率为寻优目标的控制策略是不够全面的.针对这一情况,研制了一种以可编程控制器(PLC)为核心器件,通过自主开发软件自动实现对半短路过渡焊电弧电压寻优的智能控制.系统以实现较高短路频率和较长燃弧占空比为复合寻优目标,对电弧电压进行优选法和变步长法分段自寻优,寻优后的电弧电压与设定的焊接电流形成优化匹配,获得稳定的半短路过渡过程.     

An analysis of the dynamic resistance and the instantaneous energy of the CO2 arc welding process

A self-developed welding dynamic arc wavelet analyzer was adopted to analyze and assess the welding process of two CO2 arc welding machines. The experimental results indicate that the instantaneous energy can reflect the influence of the welding current and voltage on dynamic arc characteristic synthetically. Through calculating and analyzing the instantaneous energy, the energy during arc ignition and short circuit in CO2 welding process can be confirmed rationally, thus the foundation for the accurate design and control of the welding current and voltage can be provided. By reducing the ripple disturbance of the dynamic resistance, avoiding peak current and voltage waveform,and enhancing the transition frequency of short circuit suitably, the stability of the welding arc and the weld appearance can be improved.     

Research on short circuiting transfer mode of ultrasonic assisted GMAW method

Abstract

Ultrasonic assisted gas metal arc welding (U-GMAW) has been recently developed to improve the metal transfer characteristics. The ultrasonic wave is applied on the metal transfer process by means of an acoustic field. Welding electrical signal measurement and high speed camera are employed to study the differences of short circuiting metal transfer between conventional GMAW and U-GMAW. Compared with the conventional GMAW, the short circuit frequencies of U-GMAW are obviously increased under the same welding parameters. Moreover, the voltage range of the stable short circuiting transfer is enlarged, and the weld appearances become more uniform with the action of the ultrasonic wave. The high speed video images indicate that the U-GMAW arc is compressed and the electrical field intensity is increased. The decrease in the arc length is the main reason for the increase in the short circuit frequency.     

One-knob self-optimizing fuzzy control of CO_2 arc welding process

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｓｗｅｋｎｏｗ ,ｔｈｅＣＯ2 ａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｈａｓｍａｎｙｗｅｌｄ ｉｎｇｖａｒｉａｂｌｅｓａｎｄａｄｊｕｓｔａｂｌｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ.Ｗｈｅｎｔｈｅｓｅｖａｒｉａｂｌｅｓａｎｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃａｎｎｏｔｂｅｃｏｏ     

交直流混合VPPA特性及铝合金立焊工艺

厚板铝合金变极性等离子弧(VPPA)穿孔立焊工艺中,由于焊接电流大,长时间焊接时钨极的烧损量大,严重影响厚板大结构自动焊接质量.为此提出了通过交直流混合输出减少钨极烧损,同时提高焊接质量的新型铝合金变极性等离子弧穿孔焊接方法.该方法在保证氧化膜清理的前提下,减小了因反极性时间过短电弧在极短时间内两次过零造成的等离子弧力下降和过大的感应电动势对开关器件的损害.其次交直流混合输出电弧具有低频调制效果,起到熔池振荡、细化晶粒的作用.在实现交直流混合VPPA软硬件功能基础上研究了交直流混合VPPA等离子弧力学特性、焊接过程稳定性及焊缝成形机理.通过对焊缝显微组织及焊缝成形检验发现,交直流混合输出时焊缝晶粒细化,焊缝成形美观,实现了减少钨极烧损和提高焊缝质量双重目标.     

CO2焊短路过程动特性与外特性的关系

CO2短路过渡焊在制造业上的应用非常广泛，对系统动特性有较高要求。该文结合电路理论和焊接短路过程的特点对过程动特性及其与外特性进行了细致的分析，突破了以往在外特性控制和动特性控制之间的关系上互不清楚、互不相关、相互分离的传统观念，认识到在CO2焊短路过渡过程中，动特性和外特性密切相关，既不能用外特性来解释动态过程；也不能认为动特性与外特性无关，动特性会受到外特性的制约，它们之间的关系可以用明确的数学语言进行分析，提出了动特性的最大响应能力及可控性的思想，分析结果有很大的理论意义。     

从不同的控制方式中探索短路过渡CO2焊接的飞溅问题

本文的目的是寻找减少CO_2 短路过渡焊飞溅的途径。本文研究了三种控制方法,即电流波形控制法、脉动送丝法和联合控制法。通过试验发现CO_2焊时短路过渡有两种类型:正常短路与瞬时越路。在正常短路与瞬时短路两种过程中均能产生飞溅。上述这三种控制方法中,前两种短路过程都能在一定程度上减小飞溅,而联合控制法几乎不产生瞬时短路,则使得飞溅最低。     

Synthetically quantitative evaluation function of characteristic parameters on CO_2 arc welding process

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣＯ2 ｓｈｉｅｌｄｅｄａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｅｃｏｎｏｍｉｃａｌｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ,ｌｏｗｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄａｎｔｉ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ,ｂｕｔｉｔｈａｓｔｈｅｓｈｏｒｔａｇｅｓｏｆｔｏｏｍｕｃｈｓｐａｔｔｅｒｉｎｇａｎｄｕｎｓａｔｉｓｆｙｉｎｇｗｅｌｄｉｎｇｆｏｒｍａｔｉｏｎｔｈａｔｒｅｓｔｒａｉｎｉｔｓｆｕｒｔｈｅｒｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ .…     

焊剂带约束电弧焊接方法研究

研究了一种熔化极电弧焊接方法,该方法是将两条焊剂带沿焊丝两侧连续送入电弧区,利用焊剂带向熔池中加入焊剂并约束电弧.结果表明:焊剂带约束电弧焊接方法可获得成形良好的焊缝;通过控制焊剂带对电弧的约束程度,可获得深宽比不同的焊缝;焊剂带的焊剂成分对焊缝成形有重要影响,利用焊剂成分P1所制作的焊剂带进行焊接时,可以获得成形良好的焊缝.