弧焊逆变电源的输入性能分析与滤波电路参数优化

传统的逆变焊接电源对电网来说，本质上是一个带大电容的整流角载，其输入电流是一种尖角波，含有丰富的谐波分量。弧焊逆变电源的功率因数是畸变因子和位移因子的乘积，畸变因子表征了谐波畸变对功率因数的影响。为提高逆变电源的功率因数，必须采用谐波抑制技术降低输入电流的谐波畸变步。在弧焊逆变电源中采用LDC滤波电路，可以降低直流线上的电压纹波。通过优化参数设置，可以使弧焊逆变电源的功率因数提高到95%，电流谐波畸变率低到30%     

气体成分对磁致旋转喷射过渡焊接过程的影响

分析了不同气体成分(纯Ar、ψ(Ar)98% ψ(O2)2%、ψ(Ar)80% ψ(CO2)20%)下的磁致旋转喷射过渡焊接工艺的电弧形态及运动特征、熔滴过渡机制和焊缝成形特点.试验结果表明,施加纵向磁场后,焊接电弧和液流柬都偏移焊丝轴线一定的角度作有规律的旋转运动,其中采用ψ(Ar)80% ψ(CO2)20%)的电弧旋转速度最大,纯Ar次之,而ψ(Ar)98% ψ(O2)2%最小,并且后两者的电弧偏离焊丝轴线的角度较小,焊丝端头始终在电弧的包围之中,而前者的阳极弧根仅分布在液流束的端部,飞溅较大;利用纵向磁场时焊接电弧的附加电磁力促使电弧旋转还能够改善焊缝成形.     

基于中间过渡层的5A06/0Cr18Ni10Ti气化冲击焊接工艺研究

利用气化冲击焊接技术,制备了力学性能良好基于中间层的5A06铝合金与0Cr18Ni10Ti不锈钢气化冲击焊接接头,中间层3003铝合金与飞板5A06铝合金和靶板0Cr18Ni10Ti界面焊接良好,接头结合区域呈圆环状。通过信号采集系统分析了铝箔气化时间和电流随能量输入的变化,采用OM和SEM分析了接头界面的微观形貌和元素分布。研究了能量输入对铝箔气化的时刻和接头力学性能的影响。结果表明,随着能量输入的增加,铝箔气化所需时间减小,最终碰撞速率增大,从而使焊接区域直径增大;接头的抗拉力和抗剪力随能量输入的增大而增大。当能量输入为9 kJ时,接头的最大抗拉力为44.0 k N,抗剪力为2.1 kN;5A06/3003界面呈中间对称波状结合,3003/0Cr18Ni10Ti界面以金属间化合物连接,结合区域错位分布。     

Weld deformation control based on programmable multi-point flexible support

T-joint titanium alloy structures are commonly used in aircraft manufacturing, and their laser welding process is relatively mature, but due to the strict requirements of the airplane production, the angular deformation caused by uneven heat input across the sheet is still not negligible, so active control needs to be imposed. In this paper, an active deformation control method based on programmable multipoint flexible support is proposed and validated. In response to the problem that the tradit...     

真空镀膜领域射频叠加直流偏压技术研究

针对射频辉光放电过程中射频电源与直流偏压电源的叠加问题,通过分析阻抗匹配网络和高频屏蔽网络的工作原理,利用阻抗匹配网络将射频电源的高频能量最大效率的输出到真空室,利用高频屏蔽网络将射频电源的高频能量进行屏蔽的同时将直流偏压电源的低频能量最大效率的输出到真空室.对射频辉光放电过程中射频电源、直流偏压电源以及真空室模型进行了系统的电路仿真,实现了射频电源与直流偏压电源的叠加,利用自制的射频电源与直流偏压电源系统进行了真空镀膜实验,证实了双电源系统的可行性.研究结果表明,利用阻抗匹配网络和高频屏蔽网络能够很好地将射频电源与直流偏压电源进行叠加,由双电源系统产生的带有负偏压的高频能量能够对真空镀膜工艺产生影响,有助于探索新的镀膜工艺.     

基于新型控制法的逆变GMAW工艺特点

随着熔化极气体保护焊的应用与推广,那些以飞溅小和成形好为特点的通用型焊机常常不能适应新的环境和要求,如西气东输中的管道打底焊、集装箱的高速焊、汽车制造中的短焊缝焊接、角焊缝的尺寸控制和狭窄空间的熔深控制等,还有超薄板焊接、双脉冲焊、双丝高速焊、TIME高效焊和磁控MAG焊等,这些具有特殊功能的焊接方法,我们称为个性化焊接.这些个性化焊接方法均具有自己的工艺特点,并能完成一些特殊的焊接要求.可见这些个性化焊接方法必将成为GMAW推广应用的新的增长点.     

Analysis of the effect of geometrical parameters on fatigue performance of spot-weld joint for ultra-high strength steel

This paper studied the spot welding structure of ultra-high strength steel 22MnB5. ANSYS software was adopted to simulate its static strength; BS5400 algorithm was used to calculate the fatigue life; and the grouping method was used to test the fatigue performance of tensile shear spot weld specimens. The simulation results were in good agreement with the experimental values. Based on the validation of the simulation method, influences of different structural parameters on static strength and fatigue life were explored by adopting single factor. The results showed that within the selected structure parameter range, increase of the sheet thickness, nugget diameter, sheet width and overlapping length can lead to longer fatigue life. Besides, the fatigue life of spot weld took on a linear relationship with the overlapping length, a DoseResp relationship with the sheet thickness, and a single exponential decay relationship with the sheet width and the nugget diameter. Moreover, in order to estimate the impact from various parameters on the fatigue life of the specimens, the Taguchi orthogonal design method was applied in the simulation design. The simulating result indicated that influence of the sheet thickness on fatigue life was the most significant. In addition, the effects of nugget diameter, sheet width and overlapping length on fatigue life were reduced in turn.     

基于需求设计的并联结构相贯线焊接机器人

相贯线焊接接头是一种复杂的空间曲线焊缝形式,给焊接运动控制提出了较高的要求.本研究从相贯线数学模型出发,运用D-H方法建立运动学逆解模型,基于整体考虑实际焊接需求的机构设计与简化控制策略思想,提出一种具有四自由度的并联式焊接机器人实现整体旋转、升降及焊枪手腕机构的解耦控制.以一种斜插相贯线轨迹为例,通过运动仿真,初步验证了所设计的机构及控制策略的正确性.最终制作出并联结构相贯线机器人实物.本研究设计的机器人具有小型化、高刚度、运动解耦的特点,为实现精确的运动轨迹控制提供硬件准备.     

脉冲激光与电弧布置方式对铝合金焊接熔滴过渡与焊缝形貌的影响

以2219铝合金为基板，研究了不同脉冲激光-电弧布置方式下的熔滴过渡与焊缝形貌特征，分析了熔深增加的机理. 结果表明，当脉冲激光照射母材时，脉冲激光主要提供对母材的热输入，母材温度的增加有助于促进熔滴铺展，稳定熔滴过渡过程；当脉冲激光照射熔滴缩颈时，主要提供对熔滴的力输入，蒸发反力的作用下形成"一脉一滴"，显著提高熔滴过渡频率与熔滴飞行速度，增加了熔滴对熔池的冲击力，熔深增加；当脉冲激光交替的照射熔池和熔滴时，一方面能够对母材进行加热，有助于熔滴的铺展，另一方面能够提高熔滴过渡频率，提高焊缝的均匀性.     

用输出电感做谐振电感的软开关弧焊逆变电源

FB-ZVS-PWM变换器结合了PWM控制技术和零电压谐振技术的优点,但由于该电路借着功率开关元件的寄生电容和变压器的原边漏感形成谐振回路,只有在较大的负载电流时才能实现完全的零电压开关。本文通过在变压器副边增加两个饱和电感作为磁性开关,使输出滤波电感绐终反射到原边,参与谐振切换过程,在很小的电流下就实现了全负载下的零电压开关。上述研究结果通过计算机仿真和硬件试验得到了证实。