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。

双丝脉冲MIG焊与MAG焊的工艺对比研究

针对双丝脉冲MIG焊与MAG焊进行工艺及理化性能的对比试验,为非能动安全壳冷却辅助水箱的双丝熔化极气体保护焊保护气的使用提供参考。对比两种焊接方法的外观与宏观金相,结果表明:双丝脉冲MAG焊的焊接飞溅要少于双丝脉冲MIG焊,双丝脉冲MAG焊焊缝外观成形要优于双丝脉冲MIG焊。同时借助高速摄像设备,针对不同焊接工艺的熔滴过渡行为、熔滴过渡频率进行研究,并对熔滴过渡行为的机理进行了探讨。结果表明:当双丝脉冲MIG焊和双丝脉冲MAG焊均处在射流过渡区间时,双丝脉冲MAG焊的熔滴过渡频率要高于双丝脉冲MIG焊。理化试验结果表明:双丝脉冲MAG焊冲击性能优于双丝脉冲MIG焊。

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。

激光+双丝脉冲MIG/MAG复合焊系统及工艺开发

为了对激光+双丝脉冲MIG/MAG复合焊工艺及理论进行研究,构建了激光+双丝脉冲MIG/MAG复合焊系统,双电弧的电源各自独立,电源的脉冲控制方式为推挽式.利用该系统进行焊接工艺试验,在焊接过程中,同步采集双路焊接电流、电弧电压信号,并进行高速摄像.结果表明,所构建的激光+双丝脉冲MIG/MAG复合焊系统能够进行稳定焊接,焊缝成形美观,且加入激光后,激光对电压的影响较明显,电压信号的稳定性增强.

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.

双丝脉冲MIG焊脉冲频率变化时的熔滴过渡特征

从双丝焊电弧和熔滴过渡的特殊性入手,引出了脉冲喷射过渡。借助自主研发的电焊机双丝脉冲协调控制器以及高速摄像系统和电信号采集系统,获得了焊接过程中一系列电流波形和熔滴过渡的高速摄像图片,据此讨论了脉冲频率变化时,双丝脉冲MIG焊焊接过程中产生的一脉一滴、一脉多滴和多脉一滴的熔滴过渡特征。

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.

自适应Synergic脉冲MIG(MAG)焊微机控制研究

研制的自适应Synergic脉冲MIG焊微机控制系统,用光电码盘提取送丝速度信号,同时取脉冲峰值电压作为电弧电压反馈信号。该系统除具有常规的Synergic控制系统的一系列优点外,还对送丝速度以外的对弧长干扰的各种因素有较强的自适应能力。介绍了系统的控制原理、硬件接口及主程序流程。工艺试验表明,该系统的抗干扰能力强、焊接过程稳定、无飞溅、焊缝成形美观。

MIG（MAG）脉冲焊熔滴的过渡行为

利用微机控制脉冲电源，配合高速摄影，研究了脉冲ＭＩＧ焊各种熔滴过渡形式的过渡行为及其对焊缝成形的影响，研究结果表明，一个脉冲可以过渡多滴，一滴，或多个脉冲过渡一滴，不同熔滴过渡形式，熔滴的体积，速度及冲量等参量都不一样，对焊接过程及焊缝成形也有影响，只有－脉冲－滴在基值电流期间过渡是最佳的熔滴过渡形式。

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。

双脉冲MIG/MAG焊全数字控制策略

对于双脉冲MIG/MAG焊,在基于变速送丝的基础上,为实现等弧长控制与过程稳定,提出了包括弧长稳定、电压和电流瞬时值反馈计算的三闭环控制模型.在每个熔滴过渡周期内,该模型能够检测弧长变化并做出调整,对于干伸长的变化也能进行实时补偿.采用DSP进行了全数字实现,样机实验表明,所提出的控制策略可行,焊接过程稳定,焊缝成型美观.

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。

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。

双丝脉冲MIG焊的工艺特点与试验分析

研究利用高速摄像和电信号观察熔滴过渡过程,确定采用脉冲喷射过渡方式,可获得稳定的焊接过程,并对不同焊接参数下单丝焊和双丝脉冲MIG焊的熔敷速度和焊缝成形进行了对比分析。研究结果表明,在相同焊接质量条件下,双丝焊的焊接效率明显高于单丝焊,焊缝成形系数更好,减小了由于高速焊接造成的产生咬边的可能性。实验所测的焊缝宽度,与预测焊缝宽度的三维模拟方程的模拟值基本一致。

多功能脉冲MIG/MAG焊控制系统及软件设计

在硬件设计的基础上,对微机控制多功能脉冲MIG/MAG焊接系统的控制系统及软件进行设计,对软件系统的主程序和子程序流程进行了分析,软件系统结构的建立为多功能焊接系统功能的实现提供了保障,真正实现了焊机的多功能性。

脉冲电压峰值对双丝脉冲MIG焊熔滴过渡及焊缝成形的影响

建立了双丝M IG焊工艺试验研究平台,该试验平台主要由Tandem型双丝焊系统、信号采集系统、高速摄像(摄影)系统以及脉冲控制系统等部分组成.在此基础上研究了脉冲电压峰值对双丝脉冲M IG焊熔滴过渡及焊缝成形的影响.结果表明,前丝脉冲峰值电压对熔滴过渡的影响比较显著.前丝脉冲峰值电压较低时,熔滴过渡形式为射滴过渡,前丝脉冲峰值电压较高时熔滴过渡形式为一脉一滴过渡形式,过大的前丝脉冲峰值电压的熔滴过渡形式为大滴过渡.前丝脉冲峰值电压越高,焊缝熔宽和熔深越大,过高的前丝脉冲峰值电压会导致焊缝表面质量恶化.

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.

铝镁合金双丝脉冲MIG焊接头组织与力学性能分析

为了提高焊接效率和质量,采用双丝脉冲MIG焊完成4mm厚铝镁合金平板焊接。分析了接头组织及力学性能,并与单丝MIG焊接头进行对比。结果显示:双丝脉冲MIG焊可显著提高焊接速度,焊缝无明显气孔缺陷,焊缝中心为致密的等轴晶组织;相对于单丝焊接头,双丝焊熔合线附近柱状晶区变窄;两种焊接接头具有相同的显微硬度变化规律,最小值出现在焊缝中心,热影响区软化程度双焊丝焊小于单丝MIG焊;接头拉伸试样均在焊缝中心发生断裂,屈服强度和抗拉强度均符合标准,且与单丝焊差别不大。