基于概率密度分布图的双丝脉冲焊稳定性定量评价

为减少双丝脉冲焊焊接过程稳定性评价的主观性,提出一种基于概率密度分布图的定量评价方法.在分析电流参数对概率密度分布影响的基础上,设计了峰值概率密度比KDT、峰值概率和KS、区间概率KP三个分项指标,从而获得最终量化指标单路评价指标Cpdf,双丝评价指标TCpdf.为验证方法的有效性,选择电参数和稳定性均不同的电流信号进行了试验.结果表明,设计的量化指标准确反映了不同双丝焊信号的稳定程度,焊接过程稳定性的定量评价得以实现.为工艺分析、智能控制参数优化提供决策参考.

双丝脉冲焊模糊自适应PID控制系统

针对传统PID控制方法参数固定,在时变的焊接过程中难以获得最优控制效果的不足,提出利用模糊控制思想实现双丝脉冲焊过程PID参数的自适应调节。进行了控制系统总体方案设计,构建了模糊控制器、PID调节器的Simulink仿真模型。结合理论和双丝焊经验进行控制量模糊化处理、量化因子计算、隶属度曲线设计、模糊推理规则设计。利用所设计的控制系统模型进行了仿真试验,试验结果表明,模糊自适应PID控制系统结构简单、反应迅速,鲁棒性和自适应性强,输出电流动静态特性良好。

Q460C钢的双丝脉冲电弧焊工艺

文中针对矿用液压支架的焊接仍采用焊条电弧焊的方式,其效率低下,焊缝质量无法保证,现提出使用双丝脉冲焊接技术进行焊接,通过对接间隙、焊接热输入、焊接速度和填充方式4个变量制备了Q460C低合金高强钢焊接试样,并对焊后试样的显微组织进行观察与焊条电弧焊对比分析组织优劣和两者之间区别。结果表明,采用对接间隙1.5 mm,前后丝电流270 A和240 A,前后丝电压28.3 V和26.1 V,焊接速度0.6 m/min时打底焊试样焊透且成形良好。观察焊缝和热影响区的显微组织得出,采用焊条电弧焊的焊缝区域组织呈现魏氏组织特征,热影响区呈现明显的过热组织特征,在晶界处有明显的点状碳化物析出;采用双丝脉冲焊则以针状铁素体和粒状贝氏体为主,有较好的韧性和强度。

高效双丝MIG／MAG脉冲焊系统及工艺

高效焊接方法是实际生产的迫切要求,据此本文提出了推挽式双丝脉冲焊工艺,介绍了以单片机为核 心的双丝脉冲焊控制器的原理及功能,建立了双丝气保护脉冲焊系统。采用熔化极氩弧焊进行双丝脉冲焊工艺实 验,研究了双丝脉冲焊两路参数对焊接过程的影响,对电弧进行了高速摄影。试验结果表明:所设计的推挽式脉冲 双丝焊系统是成功的;高速摄像也证实实现了一脉一滴的熔滴过渡。

高速双丝脉冲MIG焊的研究

研制出一种基于DSP的TANDEM型双丝焊系统,它有机结合了CAN总线技术、硬开关技术和脉冲焊技术。在分析焊接工艺要求的基础上,基于双丝脉冲焊所要求的焊接电源外特性,应用电力电子技术和自动控制原理的理论,引入双环负反馈控制模式。同时,以CAN总线通信系统作为搭建该焊接系统协同控制的通信平台,使两个焊接电源电流的输出为脉冲模式,且相位交替相差180°。试验结果表明,所设计的逆变电源电气性能良好,焊接过程中电弧之间的干扰非常小,飞溅少,焊缝表面光滑,成型效果好,焊接速度快,体现了双丝焊高速高效的特点。

双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法

为优化双丝脉冲MIG焊的焊缝成形质量,提出双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法,构建基于DSP的双丝脉冲MIG焊的双脉冲数字化交替相位协同控制系统,对双丝脉冲MIG焊的单脉冲和双脉冲焊接进行平板堆焊试验.结果表明,双丝脉冲MIG焊双脉冲焊接系统实现了稳定的双脉冲焊接过程,焊缝成形良好.对单脉冲和双脉冲焊接所得焊缝的横截面宏观金相对比分析结果表明,双脉冲对焊接熔池有很强的搅拌作用,双脉冲焊接所得焊缝晶粒比单脉冲焊缝晶粒更小,说明双脉冲具有细化晶粒的效果,证明在双丝脉冲MIG焊中应用双脉冲有一定的优化作用.

双丝脉冲MIG/MAG焊的研究现状和发展方向

对国内外近十多年来双丝脉冲MIG/MAG焊的研究现状进行了分析,从其焊接具有熔敷速度快、飞溅小、焊接质量高等优点以及控制方法几个方面进行了较为详细的介绍,并对双丝脉冲焊技术的发展趋势作了进一步的展望。

基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统

为解决双丝脉冲MIG焊两路脉冲同步、交替和随机三种相位输出的协同控制问题,采用32位的STM32F103ZET6建立基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统.利用单一STM32芯片实现双丝脉冲MIG焊同步、交替和随机三种脉冲相位输出形式,用STM32内部集成的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)模块生成移相全桥软开关PWM信号,以软件方式实现主从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主从机的高频逆变和低频脉冲波形调制.结果表明,所设计的基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统满足设计要求,焊接过程稳定、焊接速度快、飞溅小、焊缝成形良好,能实现良好的双丝脉冲MIG焊工艺.

轨道车辆用6082铝合金双丝脉冲MIG焊焊接工艺

通过对6082铝合金采用双丝脉冲MIG焊的焊接方法进行了工艺试验,分析了6082铝合金双丝脉冲MIG焊的特点,提出了合理的双丝脉冲MIG焊焊接工艺,进行了焊缝质量检验,分析了焊接接头的显微组织并测试其力学性能。结果表明:焊接工艺参数合理,在焊接接头中未发现任何焊接缺陷,焊缝质量良好;焊接接头强度、塑性均可达到母材的60%以上,满足设计使用要求。6082铝合金采用此工艺方法焊接,完全可以获得优良的焊接接头。

基于DSP的一体化双丝脉冲MIG焊数字波控研究

为改善双丝脉冲MIG焊的协同控制,在基于单一DSP芯片TMS320LF2407A控制下的一体化双丝脉冲MIG焊接系统的基础上,利用DSP内部集成的脉宽调制模块,以软件方式实现了主、从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主、从机的高频逆变和低频脉冲波形调制,最终实现双丝脉冲MIG焊的波形控制。针对双丝脉冲MIG焊熔滴过渡过程的控制,通过改变焊接参数进行工艺试验。试验结果表明,基于DSP的一体化双丝脉冲MIG焊协同控制系统性能稳定,能有效实现两台弧焊逆变电源之间的协同控制,焊接性能好,稳定可靠。

基于DSP的软开关逆变式双丝高速脉冲焊装备

将脉冲焊、软开关逆变、嵌入式控制及现场总线通信技术等有机地结合,研制了协同控制的Tandem型双丝高速焊装备.脉冲电源主电路采用饱和电感并充分利用励磁能量拓宽软开关范围,针对双丝脉冲焊电弧形态、熔滴过渡及电源外特性和动特性的要求,提出基于电流峰值模式的双闭环控制模式,设计了基于DSP与μC/OS-II的占先式嵌入式控制系统;利用CAN现场总线通信技术解决了双丝脉冲焊两路输出同相、反相与随机三种形式的协同控制问题.结果表明,电源性能满足设计要求,双丝高速脉冲焊接过程稳定、焊缝成形好、飞溅小、变形小.

软开关双丝脉冲熔化极活性气体保护焊逆变电源

根据双丝脉冲熔化极活性气体保护(MAG)焊的工艺要求,将软开关技术、双闭环控制技术以及现场总线控制技术相结合,研制了一套软开关双丝高速脉冲MAG焊电源,并应用计算机信息测试采集平台对该系统进行测试.结果表明,系统具有良好的静、动特性,主从机协同控制稳定可靠,完全可以满足双丝高速脉冲MAG焊的技术要求.

软开关逆变式双丝高速脉冲焊电源

将软开关技术、脉冲焊技术和总线通信技术等有机结合,研制了协同控制的Tandem型双丝脉冲MAG焊电源。脉冲焊接电源主电路采用饱和电感并充分利用励磁能量拓宽软开关范围,针对双丝脉冲焊电弧形态、熔滴过渡及电源外特性和动特性的要求,提出了基于电流峰值模式的双闭环恒电流和恒电压控制模式,并进行了分析与设计;利用SOC单片机C8051F020和RS485总线通信技术实现了双丝脉冲焊的数字化协同控制,解决了双丝高速焊两路输出脉冲同步、反相与随机输出形式的协同控制。试验表明,电源性能满足设计要求,高速焊接过程稳定、焊缝成形好、飞溅小、变形小。

铝合金双丝脉冲MIG焊双向熔池同步视觉传感及图像处理

铝合金双丝脉冲焊接时,强烈的双弧光强和铝合金的强反射作用造成熔池视觉传感比较困难。建立一套双丝脉冲焊熔池双向同步视觉传感软硬件系统,通过近红外滤光技术和控制电荷耦合器(Charge-coupled device,CCD)快门曝光时间,获得清晰的尾部和侧面同步铝合金熔池图像。针对铝合金双丝脉冲焊熔池图像存在的高频横纹干扰,提出利用巴特沃斯低通加强滤波的方法进行去除,并通过灰度拉伸、阈值分割和边缘提取等图像处理方法,获得双向熔池轮廓。通过熔池几何形态分析,得到双丝脉冲焊前中部熔池形状为椭圆形,尾部形状为抛物线。在获得抛物线和椭圆曲线方程的基础上定义并计算熔池宽度、全长、面积、周长、尾部系数等熔池几何特征参数。

双丝脉冲MAG焊不同外特性组合下的工艺试验

提出2种比较适合脉冲焊外特性的组合方式,即U-I和I-I。结合双丝焊电源外特性组合方式的理论分析,系统地进行了主从机的3种典型外特性组合的工艺试验,并总结出了双丝焊电源焊接电流、电弧电压分布的一般规律,即主机电流约大于从机电流20～30A,从机电压约高于主机电压2V。通过试验,加深了对双丝焊电弧间热作用、双丝焊工艺特点以及不同外特性组合优缺点的认识。

脉冲电流相位差对双丝P-GMAW焊电弧稳定性及焊缝成形的影响

利用焊接过程参数与过程图像同步采集系统,研究了平均电流均为150 A时两脉冲电弧的电流相位差对电弧稳定性和焊缝成形的影响.结果表明,脉冲电流相位差为零(两电弧同相位)时,两峰值电弧相互吸引并融为一体,两基值电弧互不影响,焊接过程稳定,断弧现象很少,焊缝成形良好;随着脉冲电流相位差的增大,断弧现象逐渐增多,焊缝在宽度上出现不均匀;脉冲电流相位差为180°时,基值电弧被峰值电弧强烈吸引,以弧形跨越两焊丝之间的空间后融入峰值电弧中,弧长显著增长,断弧现象严重,重新引弧时引起较多飞溅,焊缝成形较差.

激光功率对激光-双丝脉冲MIG复合焊接电弧形态及熔滴过渡的影响

通过搭建激光-双丝脉冲MIG复合焊接系统,利用高速摄像与电信号采集系统对激光-双丝脉冲MIG复合焊接在不同激光功率下的电压电流信号及高速摄像信号进行同步采集,研究激光功率对焊接过程的电弧形态、熔滴过渡过程的影响.结果发现,由于激光等离子体与电弧等离子体的相互作用,电弧形态和熔滴受力状态发生改变.随着激光功率的增大,激光对电弧的吸引能力增强,促进熔滴过渡的等离子流力竖直向下的分力减小,熔滴过渡频率降低.

单电源双丝脉冲MIG焊交替燃弧的电弧行为

搭建了单电源并联并列式双丝脉冲MIG焊接工艺试验系统,在试验过程中采集了双路焊接电流及电压信号,并对焊接过程中的电弧行为与熔滴过渡过程进行了同步拍摄.应用上述试验系统,在实现稳定焊接过程的基础上,分别研究了焊丝间距,电弧电压两个因素对单电源并联并列式双丝脉冲MIG焊交替燃弧过程的影响.结果表明,随着焊丝间距增加,电弧电压增大,交替燃弧频率减小,交替现象显著.焊接过程中产生的带电粒子的行为方式是交替燃弧现象的重要影响因素.

电流对7075-T6铝合金双丝脉冲冷金属过渡焊接接头组织和力学性能的影响

为提高7075-T6铝合金熔化焊接接头性能,提出了一种双丝脉冲冷金属过渡(DW-CMTP)焊接方法,并研究了双丝平均电流大小对6 mm厚7075-T6铝合金对接接头组织和力学性能的影响.结果表明,通过调控主、从丝电流可实现DW-CMTP焊接过程无明显飞溅且焊后接头成形效果良好;增加主、从丝平均电流分别能够促进熔深和熔宽;提高主丝平均电流可增大气泡上浮力,提高从丝平均电流则可加强熔池流动,以致均促进了焊缝中气体逸出,且从丝平均电流的增大对气孔降低效果更为显著;接头强度随主丝平均电流增大呈现先增加后降低的趋势,随从丝平均电流的增大则呈现先降低后增加的趋势,焊接接头最大强度达到389 MPa,为母材强度的70.8%.

双丝MIG焊焊缝成形试验研究

为了研究双丝焊焊接效果的影响机理,利用高速摄像和电信号结合的方法,观察了双丝脉冲M IG焊的熔滴过渡,研究了熔滴过渡的特点;针对双丝M IG焊高熔敷效率的特点,对不同焊接参数下单丝焊和双丝脉冲M IG焊的熔敷速度和焊缝成形进行了对比分析。试验结果表明,采用脉冲喷射过渡方式,可获得稳定的双丝M IG焊接过程,在相同焊接质量的条件下,双丝焊的熔敷效率和焊接速度明显高于单丝焊,焊缝成形系数更好,同时减小了由于高速焊接造成的焊缝咬边的倾向,而且试验所测的焊缝宽度,与预测焊缝宽度的三维模拟方程的模拟值基本一致。