CO2短路过渡焊电弧电压的模糊控制

根据ＣＯ２短路过渡焊的电弧电压只有与焊接电流形成最佳匹配,短路过程才最稳定,飞溅量较少的特点,利用模糊控制原理设计了一种以焊接电流为设定参数能够对电弧电压自动寻优的控制系统,真正实现了主要规范参数的一元化控制。     

分析仪在焊接电参数测试中的应用

采用焊接质量分析系统,对焊接过程电参数进行精确的统计分析,自动生成电弧电压、焊接电流的波形图,电弧电压和焊接电流概率密度分布曲线,以及熔滴短路时间T1、电弧的燃弧时间T2、加权燃弧时间T3和短路周期Tc频数分布图,并且精确地得出相关数据.试验结果表明,汉诺威焊接质量分析系统能够对焊接工艺参数进行评估,为科学评价焊接材料工艺性,提供了新的手段.     

可摆脱操作技能依赖性CO_2焊规范参数的模糊控制系统

研制一种以 16位 80c196kc数字单片机为核心器件 ,通过自主开发软件实现基于降低操作技能依赖性的模糊控制系统。系统设计了 2个模糊控制器。其中的PID参数自适应模糊控制器的任务是补偿电弧电压寻优控制过程中焊接电流的偏差 ,使由操作者焊前所设定的焊接电流保持不变。另一个模糊控制器的任务是在设定电流下对电弧电压进行以实现最高短路过渡频率为目标的自寻优。通过 2个模糊控制器的控制自动使电弧电压与设定焊接电流形成最佳匹配 ,摆脱在规范参数选择上对操作技能的依赖性     

可摆脱操作技能依赖性CO2焊规范参数的模糊控制系统

研制一种以16位80c196kc数字单片机为核心器件,通过自主开发软件实现基于降低操作技能依赖性的模糊控制系统.系统设计了2个模糊控制器.其中的PID参数自适应模糊控制器的任务是补偿电弧电压寻优控制过程中焊接电流的偏差,使由操作者焊前所设定的焊接电流保持不变.另一个模糊控制器的任务是在设定电流下对电弧电压进行以实现最高短路过渡频率为目标的自寻优.通过2个模糊控制器的控制自动使电弧电压与设定焊接电流形成最佳匹配,摆脱在规范参数选择上对操作技能的依赖性.     

IGBT逆变电源CO2气体保护焊低飞溅的控制与实现

针对CO2气体保护焊焊接过程存在的飞溅大、成形差的缺点,以IGBT逆变弧焊电源为基础,对CO2焊短路过渡过程的动态信息参数电压、电流、信号进行分析、研究,确定了通过短路过程电弧的电参数来判别短路开始、颈缩、重新燃弧等不同阶段的信号源。结果表明:基于IGBT逆变CO2电源的电流波形控制,能够实现电流波形的分段精细控制,达到稳定焊接过程,减小飞溅,改善焊缝成形的目的。     

水下湿法FCAW电弧稳定性的研究

水下焊接技术是海洋油气设施建造及核电站维修的关键技术之一。水下湿法电弧稳定性是水下湿法焊接的关键问题，提高水下焊接电弧稳定性对促进水下焊接技术具有重要意义。搭建了用高压舱模拟水下环境进行FCAW水下湿法焊接的试验平台，以焊接电流、电压和水深三个焊接工艺参数为自变量，设计了三因素五水平的响应曲面( RSM)试验方案，建立了电弧稳定性与焊接参数之间的响应曲面模型。对单一焊接参数以及参数间的交互作用对电弧稳定性的影响、水下湿法焊接电压电流的匹配规律和焊接工艺范围进行了研究。     

不锈钢焊条工艺稳定性分析与评价

焊条渣壁过渡形态的倾向大小是衡量不锈钢焊条工艺稳定性的主要标志。利用汉诺威弧焊分析仪对不锈钢焊条的焊接电参数进行测试分析,提取短路电压概率密度和、平均电弧电压、平均焊接电流和短路频率等与不锈钢焊条渣壁过渡倾向大小有关的4个特征信息,然后采用主成分分析法确定不锈钢焊条工艺稳定性评价指数。研究结果为定量判断不锈钢焊条熔滴过渡形态和科学评价不锈钢焊条工艺稳定性提供了新方法。     

保护套圈对步进式电弧螺柱焊过程电弧行为的影响

利用自行研制的步进式电弧螺柱焊枪,采用套圈作为焊接过程的保护方式,研究了套圈保护步进式电弧螺柱焊过程。对焊接过程的电流及电压波形进行采集,分析焊接过程的电弧行为。实验结果表明,在套圈保护下,步进式电弧螺柱焊过程电弧稳定燃烧,熔化金属短路现象明显减少;螺柱送进过程的“无弧”时间缩短。焊接过程电弧行为的改善提高了电弧对接头的加热效率;与无保护步进式电弧螺柱焊相比,套圈保护步进式电弧螺柱焊可以在一定范围内缩短焊接时间。     

单电源三丝MIG焊的交替燃弧特性

三丝焊作为一种高效的焊接方法受到重视,而电弧形态及燃弧特性是反映焊接过程稳定性,决定焊缝成形及质量的重要因素。试验中搭建三丝熔化极惰性气体保护(Metal inert-gas,MIG)焊系统,利用Mult Daq电信号采集系统采集焊接电流和电弧电压波形,借助高速摄像系统同步拍摄电弧形态及熔滴过渡过程,实时监测焊接过程。观察不同电弧电压下的焊丝燃弧情况及熔滴过渡方式,研究短路过渡和大滴过渡形式下的交替燃弧机理,以及电弧电压对单电源三丝MIG焊交替燃弧过程的影响。结果表明,当焊接电源供给能量较小时,并联的三根焊丝上的电流分配呈现"此消彼长"的规律而导致电弧在焊丝间交替燃烧,且焊丝在电弧空间中的位置决定了焊丝上的电流分配。随着电弧电压的增加,交替燃弧频率减小。当电弧电压达到34 V时,三根焊丝同时燃弧,无交替燃弧现象,交替燃弧频率变为0 Hz。     

第三代焊接数据管理系统

本文介绍了一种电脑监控软件实现和焊机的数字通信系统,该系统由焊接电源、RS232C、数据采集及发送模块及电脑组成。通过采集焊机的开关机时间、输出电压和输出电流等数据信息,通过监控软件可以实时了解到每台焊机的工作情况,包括：焊接电流、电弧电压、短路频率、焊接时间及报警信息等重要焊接数据。另外,在此软件中还可以设置焊接参数的上、下限值。当超出此范围时,系统会发出报警信息并记录到电脑中,帮助管理者进行焊接质量等的有效管理。     

协同式CO_2焊短路过渡模糊控制系统研究

介绍了一种在波形控制基础上,采用电弧自身传感的协同式模糊　控制方法对焊接过程参数进行实时控制的逆变式ＣＯ２焊机控制系统。它通过电弧自身传感　对ＣＯ２焊接过程有重要影响的短路过渡频率的检测,通过模糊处理和模糊判决之后,实时　的对电弧电压进行控制,以保持焊接过程中规范参数的协同匹配关系。试验结果表明,采用　该控制系统的焊机,实现了焊接规范参数的自动匹配和自动调节,同时明显改善了焊缝成形　和降低了焊接过程中的飞溅。     

激光+双丝脉冲MAG复合焊的焊接稳定性

研究激光和Ar+He混合气体中He气体体积分数对激光+双丝脉冲MAG复合焊焊接稳定性的影响。搭建激光+双丝脉冲熔化极活性气体保护(Metal active-gas, MAG)复合焊焊接系统,利用LabVIEW信号采集系统采集焊接电流和电弧电压波形,借助高速摄像系统同步拍摄电弧形态和熔滴过渡过程,实时监测焊接过程。观察后丝短路和前丝断弧情况并对前丝电弧电压进行单因素方差分析,研究Ar+He混合气体中He气体体积分数对焊接稳定性影响;比较焊接过程中激光的有无对熔滴过渡的影响,分析激光对焊接稳定性影响。结果发现随着He气体体积分数增大,后丝对应短路次数增多,当He气体体积分数为50%时,前丝出现断弧现象,大于50%,断弧时间随之增加,焊接稳定性变差;激光+双丝脉冲MAG复合焊和双丝脉冲MAG复合焊相比,加入激光可稳定电弧,为熔滴提供一附加力,该力促进熔滴过渡,使熔滴过渡尺寸减小,加大过渡频率,改善熔滴过渡,提高焊接稳定性。     

脉冲熔化极气体保护焊的模糊控制

为实现GMAW-P焊过渡过程的稳定,设计了GMAW-P焊新的焊接电流波形,并在此基础上建立了以电弧电压为被控制量、基值时间和送丝速度为控制量的自调整因子的模糊控制系统。试验结果表明该控制系统响应速度快,控制精度高,可实现对电弧电压的稳定控制。     

逆变TIG焊机输出特性的控制

介绍了一种逆变TIG焊机的外特性，引弧时电流递增和收弧时电流衰减的获得方法，并对该控制电路的工作原理进行了分析。     

自保护药芯焊丝熔滴过渡的控制

从药芯组成和焊接工艺两方面对自保护药芯焊丝熔滴过渡的影响进行了研究 ,对熔滴过渡的受力进行了分析 ,研究结果表明 :适当增加气体动力即增大药芯中C、O质量分数 ,添加表面活性剂可提高颗粒过渡、射滴过渡的比例。电流、电压主要影响作用在熔滴上的电弧力 ,电流增大短路非爆炸附渣过渡、短路爆炸过渡及爆炸过渡的比例增大。电压增大使短路爆炸过渡、颗粒过渡、射滴过渡的比例增加。电流电压同样也对过渡时间有影响。而过渡时间对熔滴保护效果以及飞溅大小有重要影响     

基于周期平均值外特性的脉冲MIG焊弧长稳定性研究

通过对脉冲熔化极惰性气体保护(Metal inert gas,MIG)焊脉冲平均电流电压变化率的计算,提出脉冲周期平均值外特性曲线,并对弧焊电源脉冲周期平均值外特性曲线和电弧静态性曲线的动态稳定工作点进行详细分析,得出利用脉冲平均值外特性控制脉冲MIG焊的控制策略。同时运用双闭环控制实现了基于弧压反馈的I/I模式控制数字化弧焊电源,此电源能在送丝速度稳定情况下自适应弧长扰动变化,实现脉冲弧焊过程一脉一滴熔滴过渡。通过弧长阶跃试验表明,脉冲弧焊过程中焊丝熔化速度快速跟踪弧长变化,具有良好的弧长动态调节性能,保持弧长动态稳定,即焊接过程稳定,焊缝成形良好,同时验证了分析过程正确性和设计过程的可行性。     

IGBT逆变弧焊机可靠性的探讨

本文就IGBT逆变焊机可靠性的问题进行了探讨。介绍了逆变主电路的设计及器件的选择对可靠性的影响；讨论了逆变焊机中过电压、过电流的保护电路。文中还就驱动电路的应用及控制电路的抗干扰问题进行了讨论。     

脉冲MIG焊建模仿真分析及弧长控制

针对脉冲MIG焊过程中的电弧稳定性问题,建立基于尖端不稳定熔滴过渡理论的焊丝熔化动态电弧模型,并对焊接过程中的电弧电压、电弧长度及熔滴过渡尺寸进行仿真,得到与实际焊接相似的电弧电压波形,分析脉冲电流下熔滴过渡频率及影响电弧稳定性的因素,且进行弧长稳定控制的仿真研究,在此基础上运用快速原型技术建立铝合金脉冲MIG焊控制系统,采用电弧电压反馈对铝合金脉冲MIG焊过程进行送丝调节的弧长控制试验。研究表明:所建立的铝合金脉冲MIG焊焊丝熔化动态电弧模型很好反映了实际焊接过程,揭示出脉冲MIG焊焊接过程中熔滴过渡时间间隔具有一定的不确定性和电弧长度的不稳定性,通过电弧电压反馈控制可显著改善铝合金脉冲MIG焊过程电弧系统的稳定性。     

波控短路过渡CO_2焊接恒频自适应控制系统

针对短路过渡ＣＯ２焊接工艺的特殊性,基于熔滴与熔池短路阶　段电源输出回路电阻的变化特征,确定了有利于消除瞬时短路及提高熔滴过渡规则性的焊接　电源输出电流波形。在对短路过渡频率及焊丝伸出长度进行实时检测的基础上,采用ＭＣ６８ＨＣ　１１Ａ１单片机为主控ＣＰＵ,　建立了焊丝伸出长度变化前馈补偿—短路过渡频率负反馈控制的波控短路过渡ＣＯ２焊接恒频自适应控制系统,以提高焊接工艺过程的稳定性、抑制焊丝伸出长度变化对焊接工艺过程的扰动。