钢铝异种金属的低能量焊接法

传统电弧焊法焊接钢铝异种金属时,会在过渡区生成Fe-Al金属间化合物层,其硬度高、韧性低,降低了接头性能。基于机械作用的低能量电弧焊接方法,在短路期间采用机械作用促使熔滴过渡,热输入量低,可有效抑制金属间化合物的晶体长大,该种工艺可以采用常规4047焊丝实现铝和镀锌板的焊接。对焊缝金属的金相分析表明,钢一侧为钎焊,铝一侧为熔焊。通过金相及扫描电镜观察发现,在焊缝金属和镀锌板的界面区形成的金属间化合物层,主要成分为Fe2Al5和FeAl3,金属间化合物层的厚度减小到3～4μm。在界面区主要含有3种元素,分别为Fe、Al和Si,没有Zn元素。拉伸试验表明,焊缝接头在铝合金热影响区断裂,且强度值高于铝合金母材强度的70%,接头强度基本满足使用要求。

新型低能量输入电弧焊接系统的研制

研制了由焊接电源和送丝系统两部分组成的低能量电弧焊接系统。焊接电源采用IGBT逆变技术,以数字信号处理器(DSP)TMS320F2812为控制核心;送丝系统以交流伺服电机作为送丝电机,通过软件设计了焊丝运动曲线。提出了专门的送丝控制和电流波形控制方案,通过焊接参数配合焊丝运动,实现了稳定的低能量焊接过程。试验结果表明,设计的低能量电弧焊接系统取得了一致性好的理想焊接电流、电压波形,焊缝成形美观,满足低能量焊接的要求。

低能量输入焊接法参数匹配对能量输入的影响

为了研究低能量输入焊接法参数匹配对能量输入的影响规律,通过对比传统短路过渡与推拉丝短路过渡的特点,分析了推拉丝短路过渡可以降低能量输入的原因．根据波形控制方案,采用自行研制的低能量输入焊接系统,通过试验找出了短路后期电流和燃弧脉冲峰值电流的匹配关系．试验结果表明,适当提高短路后期电流,降低燃弧脉冲峰值电流可以得到同样的焊接效果,能进一步降低焊接过程的能量输入．

先进的熔化极气体保护焊焊接技术发展

GMAW由于其自身诸多优点,在焊接生产中已经占主要地位。但焊接过程线能量较大、成型不如GTAW、飞溅问题和全位置焊接性不佳,成为限制其在高端产品上应用的弱点。随着先进的电力电子技术和数字化控制技术的发展,先进的GMAW焊接技术有望解决上述问题。本文综述了目前国际先进的GMAW焊接技术,重点介绍了德国CLOOS的CP技术,EWM的Coldarc焊接技术,福尼斯的CMT(包括CMT-Pluse MIX)技术以及PLT的Super-MIG技术,上述方法通过先进的逆变技术和控制技术在溶滴过渡、送丝控制、降低热输入等方面有效地改善了GMAW的上述弱点,在降低焊接过程线能量、改善焊接过程飞溅和焊缝成型、提高焊接质量和效率等方面取得了很好的效果。

双弧脉冲惰性气体保护焊耦合电弧稳定性控制

针对双弧脉冲惰性气体保护焊(MIG)的特点和控制要求,提出了视觉反馈并控制主弧弧长来稳定整个耦合电弧的控制策略.在此基础上,搭建了基于xPC的双弧脉冲MIG焊实时控制系统,设计了主弧弧长视觉提取方案,并进行了基于视觉反馈的耦合电弧稳定性控制实验.结果表明,通过视觉传感并控制主弧弧长的稳定来保证整个耦合电弧稳定的控制策略是可行的,能够满足双弧脉冲MIG焊的控制要求,保证焊接过程的稳定进行,焊接效果良好.

双弧脉冲MIG焊嵌入式控制系统设计及试验分析

双弧脉冲熔化极惰性气体保护焊(dual-arc pulsed MIG welding)是一种低能量输入的焊接方法,针对其过程中存在的主旁弧脉冲电流波形匹配以及耦合电弧稳定性的问题,分析并提出了以高性能数字信号处理器(DSP)为控制核心的嵌入式控制策略.在此基础上,进行了双弧脉冲MIG焊嵌入式控制系统的软硬件设计,可以通过编程灵活实现脉冲电流波形的时序控制和焊接过程控制的各种算法,并进行了铝合金-镀锌钢平板堆焊试验,在较低能量输入时得到了良好的焊缝效果.结果表明,该系统能够满足双弧脉冲MIG焊的控制要求,保证焊接过程的稳定进行,焊接效果良好.