晶闸管优化参数选择的CO2焊机控制技术的研究

本文以NB-500焊机为例,论述了影响焊接飞溅和焊缝成型的因素。提出了减少飞溅、改善焊缝成型的技术措施,以及根据预置的焊接参数来优化参数选择,使电弧电压和送丝速度的分配更加逼近最佳值曲线的函数关系。作者还通过大量的试验,以软起动引弧方式,使焊机的引弧成功率达90％以上。     

汽车镀锌钢板焊接缺陷分析及对策

依据汽车镀锌钢板焊接特点,分析影响焊接气孔、焊接飞溅以及焊缝成型缺陷等的产生原因,从焊接工艺和焊接方法两方面进行研究,提出相应的对策和措施。结果表明,在改变焊接工艺参数的基础上,采用数字脉冲焊机,可降低焊缝气孔率;采用搭载MTS波形控制的全数字焊机,可以实现超低飞溅焊接;采用带数字编码送丝控制的焊机,可以改善焊缝成型。     

5A06铝合金激光-TIG电弧复合填丝焊的特性

进行5A06铝合金激光-TIG电弧复合填丝焊接试验,分析了堆焊条件下激光功率、离焦量、光钨间距、焊接速度、焊接电流、送丝速度等工艺参数对焊缝成型的影响规律。试验表明,激光-TIG复合填丝焊工艺适应性好,能在较宽的工艺范围内实现铝合金的良好连接;激光功率、离焦量、焊接速度及送丝速度对熔深的影响较大,而焊接电流在80~180 A,光钨间距在4~8 mm范围内时对焊缝熔深影响不明显;实现了6 mm厚对接接头激光-TIG电弧复合填丝工艺的焊接,获得了成型连续稳定、无气孔和裂纹等缺陷的优质焊缝。     

高频交变磁场对大电流GMAW熔滴过渡和飞溅率的影响

在熔化极气体保护焊过程中,采用大送丝速度,增大焊接电流和焊丝伸出长度是提高焊接熔敷率的直接途径.但当熔滴过渡转变为旋转射流过渡时,电弧不稳,飞溅增大,焊缝成形变差.施加不同频率的纵向交变磁场,对焊缝成形进行控制.采用高速摄像技术,拍摄焊接过程中的电弧形态和熔滴过渡,研究不同频率的磁场对熔滴过渡和焊接飞溅率的影响规律.结果表明,熔滴过渡形式不同,产生飞溅的机理不同;外加频率为1 000 Hz纵向交变磁场时,电弧的旋转半径减小,电弧的挺度增大,旋转射流过渡时电弧更稳定,焊接飞溅率降低,焊缝成形改善.     

脉冲MIG焊接电弧的闭环控制

作者研究成功了一种用于脉冲MIG焊接电弧的闭环控制系统,称为QH-ARC-102控制法。它具有优异的静态及动态品质。无论脉冲或者维弧阶段,电弧的工作点均位于三极管焊接电源阶梯形外特性的恒流段上。因此,电弧稳定,始终保持喷射过渡,飞溅极少,电流的调节范围也较宽广.在每个脉冲期间,均对弧长讯号进行采样以实现对弧长的闭环控制。因此电弧具有很强的抗弧长干扰能力,而且其脉冲工艺参数能够自动优化,可以适应送丝速度大范围的突变。本控制系统对脉动送丝或程序送丝MIG 焊接新工艺比较适用。如用于实现全位置焊接、焊缝成型控制、线能量控制以及熔深的闭环自动控制等,特别是对机器人焊接更为适用。文章论述了本系统的工作原理,介绍了实用的电路图,并且给出了一些焊接结果。     

焊接电弧稳定性的研究进展

稳定的电弧能够实现稳定的熔滴过渡,焊接过程飞溅小,焊缝成型美观,焊接接头质量好,所以提高电弧的稳定性是获得高质量焊缝的关键。根据不同的电弧焊方法介绍了焊接电弧稳定性的研究进展,分析了影响电弧稳定性的因素。     

高效MAG焊接熔滴过渡行为及交变磁场控制试验分析

探索更加高效的焊接方法和工艺是当前国际焊接界一个热点课题,而增大焊接电流和焊丝伸出长度可直接提高MAG焊焊接效率. 文中对商用MAG焊机进行改造,使送丝速度达到50 m/min,焊接电流提升至500 A以上,以进一步提高焊接效率. 但是熔滴旋转射流过渡的形成,导致电弧不稳,飞溅增大,因而采用外加交变磁场来改善电弧形态和熔滴过渡行为. 通过焊接工艺试验,分析了焊接电流对焊接飞溅率和金属蒸发速率的影响规律,研究了交变磁场对熔滴过渡行为和焊缝成形的作用. 结果表明,外加低频交变磁场可以有效提高大电流下电弧挺度和稳定性,缩短液流束长度,减小液尖偏斜程度,进而改善焊缝成形,大幅度提高焊接效率.     

三丝间接电弧焊电弧形态及焊缝成形分析

气体保护三丝间接电弧焊是一种新型的焊接方法，电弧建立在主丝与边丝之间，工件不连接电源.文中建立了稳定的三丝间接电弧，针对焊缝侧壁熔合问题，分析了不同焊丝分布方式产生的电弧形态对侧壁熔合的影响；针对焊缝层间熔合问题，采用后置钨极的方法实现了焊缝层间熔合.结果表明，主丝与边丝送丝速度与熔化速度相匹配，可建立稳定的三丝间接电弧；焊丝分布Ⅳ沿焊接方向的电弧偏向两侧壁，垂直于焊接方向的电弧形态集中，电弧稳定性好，可实现焊缝侧壁均匀熔合，熔合深度为1~1.2 mm；施加后置钨极，可实现焊缝层间熔合，焊缝抗拉强度为420 MPa，断裂位置发生在母材.     

送丝速度对三丝间接电弧焊稳定性及焊缝成形的影响

三丝间接电弧焊是一种新型的间接电弧焊方法,由2个焊接电源和3根焊丝组成,工件不连接电源,电弧建立在焊丝之间。3根熔化极焊丝对于建立稳定的焊接过程提出巨大挑战,确定稳定的焊接工艺参数区间十分必要。文中主要分析了送丝速度对电弧稳定性以及焊缝成形的影响,确定了稳定的焊接参数区间。研究表明,焊丝的送丝速度与熔化速度相匹配时可建立稳定的间接电弧;在稳定送丝速度区间,送丝速度的变化对焊接工艺参数波动影响较小,随着送丝速度的提高,电弧摆动范围减小,焊缝熔深增加。     

水下焊接电弧控制系统的研制

根据药芯焊丝水下焊接的要求,研制了一套水下焊接电弧控制系统,本系统通过单片微机实时控制焊接电流波形,在进行水下短路过渡焊接时可以提高焊接电弧稳定性,减少飞溅,同时改善焊缝成型。     

新型CO＿2焊接方法的研究

本文针对逆变式弧焊电源动态响应速度快，便于获得多种形状输出特性的特点，提出了采用阶梯形恒流特性配合等速送丝的新型ＣＯ＿２焊接方法，不仅电弧柔韧稳定，可以实现稳定的颗粒过渡，而且同一直径焊丝适用的电流范围大，飞溅小，焊缝成形好，具有良好的焊接工艺性能。     

双丝脉冲MAG焊两种电流相位关系的焊接行为分析

基于高速摄像和电信号分析系统,采集了一定焊接工艺参数下高速脉冲双丝MAG焊接过程的电信号,并对焊接过程中的熔滴过渡方式以及电弧形态进行了高速摄像观察.结果表明,前丝、后丝脉冲电流交替变化时,前丝、后丝电弧形态分别为单丝工作时的钟罩形,显示前后丝电弧间基本没有影响;当前丝、后丝脉冲电流同步变化时,前后丝电弧合并为一个寿桃形电弧,分析指出前后丝电弧形态彼此间的吸引力是造成电弧形态合并的根本原因.不同脉冲电流频率下的焊缝显示,双丝脉冲MAG焊接过程中,前丝、后丝脉冲电流同步变化时,焊缝成形较好,但焊接过程声音较大并伴随较大烟尘;前丝、后丝脉冲电流交替变化时,焊缝成形一般,焊接过程声音柔和且产生较少烟尘.     

CO2气体保护焊短路过渡过程的控制技术

从弧焊电源输出特性控制、焊接电流与电弧电压的波形控制、表面张力过渡控制及脉动送丝控制等几方面综述了ＣＯ２气体保护焊短路过渡过程的控制技术。在焊接电弧物理理论不断丰富和完善及现代电力电子技术、计算机技术已经发展到较高水平的今天,在减少ＣＯ２焊飞溅及改善其焊缝成形方面,电控方法有其突出的优点     

CO_2气体保护焊电弧稳定性评价指标研究

本试验采用汉诺威焊接质量分析仪对电弧电压和焊接电流信号进行采集,并自动生成电压电流波形图、电弧电压和焊接电流的概率密度分布图(PDD图)及短路时间、燃弧时间、加权燃弧时间、短路周期的频次分布图(CFD图),并分析电弧过程的电特性,找到熔滴过渡以及焊缝成形的主要影响因素。结果表明:电弧电压和电流对短路过渡有明显影响。电弧电压影响电弧稳定性、飞溅大小、焊缝熔宽等。电压偏低,过渡过程不稳定,飞溅较大;电压偏高,将会出现混合过渡;当电弧电压在18V时,电弧稳定性较好。焊接电流影响焊丝熔化速度、过渡频率、飞溅大小、焊缝质量等。电流偏低,出现断弧现象,焊缝成形差;电流过高,飞溅大,电弧不稳定,出现无效短路;焊接电流在160 A左右焊接电弧较稳定,飞溅少,焊缝成形好。     

粗丝CO_2焊电源参数对飞溅的影响

严重的金属飞溅是粗丝CO_2焊接时的一个重要问题,由此而引起的损失金属量占焊丝熔化量的10～20％,其所造成的能源经济损失、焊缝质量下降及劳动条件恶化,极大地影响了粗丝CO_2焊接方法的推广使用。影响粗丝CO_2焊接时飞溅的因素较多,但焊接电压和电流、不同的电源外特性是影响飞溅最重要的因素之一。因此,研究电弧电压(U_f)、电弧电流(I_f)及不     

低碳钢双丝气体保护焊工艺设计

双丝气体保护焊是一种高效化焊接方法,能够在保证焊接质量的前提下进行高速焊接。本文基于焊接机器人系统,研究了焊接电流、电压和速度对电弧稳定性、飞溅、焊缝成形及微观组织的影响规律,并改进双丝焊工艺。研究结果表明:控制前丝与后丝焊接电流、电弧电压的差值在一定范围内可实现1.2 m/min高效稳定焊接,但当焊接速度进一步提高时会影响焊接质量。优化后的焊接工艺方案:前丝焊接电流260 A、后丝焊接电流240 A、前丝电弧电压24.7 V、后丝电弧电压23.9 V、焊接速度1 m/min。     

受控短路过渡CO2焊焊接电流波形参数优化

对于波控短路过渡CO₂焊,电弧峰值电流I_pa,电弧基值电流I_ba以及由峰值电流切换到基值电流所用的时间(拖尾时间t_w)等电流波形参数是可调的,它们对过渡稳定性和焊缝质量具有很大影响,利用正交试验,对不同送丝速度下电流波形参数进行了优化.结果表明,电弧峰值电流的影响最大.送丝速度为320 cm/min时,电流波形参数I_pa,I_ba和t_w无论如何调整,飞溅率均在2.5%以上,焊缝表面质量差;送丝速度为360~400 cm/min时,最优电流波形参数为:I_pa=440 A,I_ba=50 A,t_w=0.6 ms.而在400 cm/min的送丝速度下,在宽广的电流波形参数范围内(I_pa为440~480 A,I_ba为30~50A,t_w为0.6~0.8 ms)均可获得飞溅率极低、焊缝表面质量好的稳定焊接过程.     

无镀铜桶装焊丝在机器人焊接中的应用

采用烟尘测定装置检测了无镀铜桶装焊丝的发尘量,采用波形测定仪检测了无镀铜桶装焊丝的电弧稳定性和送丝性能,采用焊丝测力器检测了无镀铜桶装焊丝的送丝阻力。结果表明,无镀铜桶装焊丝在焊接时发尘量少,电弧稳定,送丝阻力小,焊接飞溅小,焊道成形美观。同时通过观察发现,无镀铜焊丝在机器人焊接中容易出现断弧、跳丝以及送丝不顺的现象,分析了产生这些问题的原因以及应对措施。     

混合气体保护焊焊接过程电弧特性分析

通过焊接机器人在给定的试验条件下进行混合气体保护焊,采用汉诺威焊接质量分析仪对电弧电压和焊接电流信号进行采集,并通过分析焊接过程的电弧特性找到熔滴过渡以及焊缝成形的主要影响因素。结果表明:在给定的混合气体流量比的条件下,电弧电压会影响熔滴的过渡频率、电弧稳定性、飞溅大小、焊缝熔宽等,而焊接电流则会影响焊丝熔化速度、焊缝熔敷率、过渡频率、飞溅大小、焊缝成形等。合适的焊接电流与电弧电压相匹配可以获得稳定的电弧、良好的过渡特性及美观的焊缝。     

防飞溅剂对焊接过程的影响分析

针对焊接防飞溅剂在实际应用中可能出现的使用过量或局部累积现象进行了表面堆焊试验研究，分析不同类型、累积量的防飞溅剂在焊接过程中的状态变化及其对焊接过程中熔池流动性、电弧稳定性以及焊缝成形的影响。结果表明，油基防飞溅剂累积量一旦大于0.045 mL/cm2，便会有部分防飞溅剂进入熔池，从而降低熔池的流动性，导致焊丝液态熔敷金属堆积在电弧的后方，同时防飞溅剂会与电弧直接接触。水基防飞溅剂在电弧高温和压力的作用下会向前推进并迅速挥发，即使累积量为0.227 mL/cm2仍不会进入熔池，因此并不会影响熔池的流动性。水基防飞溅剂对应的电弧稳定性明显优于油基防飞溅剂，特别是当累积量小于等于0.09 mL/cm2时，这种差距最为明显。两类防飞溅剂作用下，焊缝整体成形基本一致，仅焊缝熔深较无防飞溅剂的降低约0.5 mm，而焊缝余高和熔宽并无明显变化。