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。

CO_2焊接弧长控制模型

通过对CO2焊接的弧长控制进行了研究,提出了通过同时调节送丝速度和弧焊电源输出电压来保证焊接弧长基本不变的方法。根据能量定律、欧姆定律等基本定律,以及电弧静特性、电弧物理特性及焊缝成形基本原理,建立了CO2焊接过程中电弧电压、电流等主要参数的数学模型。试验表明,当焊接工件与焊炬喷嘴之间的距离发生较大变化时,根据模型进行调节,可以保证不同干伸长条件下焊接电弧弧长基本不变,焊缝成形基本一致。

镁合金薄板TIG焊自适应弧长控制

在研究镁合金薄板TIG焊过程弧压-电流-弧长关系的基础上,提出了一种基于弧压、电流与弧长间的关系模型来准确控制弧长的技术。同时,结合PID和Fuzzy控制的原理,设计了一种自适应ALC(Automaticlengthcontrol)控制器,克服了常规AVC(Automaticvoltagecontrol)系统的局限,有效地解决了镁合金薄板TIG焊过程中的弧长控制问题。焊接试验表明,该系统能自适应工件表面的变化实现弧长的自动跟踪,在电流变化的收弧及引弧期间也实现了较好的弧长控制,且动态精度高、稳定性好。

交流脉冲MIG弧焊电源及弧长控制

ACPMIG的控制模式是一周一脉一滴 ,脉冲电流设计在电弧EP极性时间里 ,其余时间均为基值电流。弧焊电源一次逆变控制电流快速动态过程 ,二次逆变控制电弧极性。控制系统采用双闭环结构 ,内环模拟控制电弧电流 ,外环 80C196KC单片机控制电弧电压及电弧极性。根据电弧电压偏差信号及电弧状态 ,设计了四个控制规则及其控制参数的计算方法。正常焊接状态时变频控制交流脉冲频率。采用这种控制方案 ,获得了稳定性高、熔滴过渡均匀的焊接过程。

铝合金脉冲MIG焊接弧长控制系统

针对铝合金脉冲M IG焊接过程中的弧长稳定性问题,建立了弧长控制系统模型,设计了基于比例切换函数的滑模控制器,并采用基于xPC的实时目标环境,建立了铝合金脉冲M IG焊接快速原型的控制平台.利用MATLAB/SIMULINK进行了弧长控制仿真分析,在建立的快速原型控制平台基础上,进行了铝合金脉冲M IG焊接弧长控制试验.结果表明,利用滑模控制器建立的快速原型控制系统可以实现铝合金脉冲M IG焊接弧长的良好控制,动态响应快、弧长控制稳定,对外部扰动与系统参数摄动具有较强的鲁棒性,保证了铝合金脉冲M IG焊接过程的稳定性.

爬行式气电立焊机器人的弧长控制

气电立焊是一种重要的垂直位置焊接方法,其焊接质量受焊接电弧长度的影响较大,必须对其弧长进行控制。以爬行式气电立焊机器人为基础,研究其焊接过程中弧长变化,建立了焊接小车和滑块为基础的二级联动弧长控制系统;利用滑块的动态响应能力强、精度高的特点实现弧长的快速、高精度控制;利用对小车的控制实现滑块的自动归中,增大系统的调节能力。结果表明,系统具有较强的抗干扰能力、动态响应能力和自调节能力。

结构非线性分析中的弧长控制法研究

本文深入研究了不同的弧长控制法，提出了在曲面弧长法中考虑迭代路径搜寻和单因子加速的简单实用方法，在实际应用中取得了理想的效果。

基于快速原型开发平台的铝合金脉冲MIG焊弧长控制

针对铝合金脉冲MIG焊接过程中电弧不稳定的情况,采用快速原型脉冲MIG焊电源开发平台进行弧长控制,并采用调节脉冲占空比和脉冲频率弧长控制方案,以平均电弧电压变化为反馈信号,设计了脉冲MIG焊电源开发平台过程的控制模块,进行铝合金脉冲MIG焊弧长的实时控制试验。结果表明,该控制系统具有良好的动态性能、抗干扰性能和稳态精度,可以快速、有效地控制弧长,焊接过程稳定,焊缝成形良好。

结构屈曲分析中的改进弧长控制法

本文对结构屈曲问题进行了几何非线性有限元分析,采用改进了弧长约束方程的弧长控制法求解非线性方程组,用以处理屈曲时载荷下降的问题,并通过算例,说明算法和程序的正确性和有效性。

基于AVR单片机的粗丝气电立焊机弧长控制器研究

目前气电立焊主要采用1.6 mm以下的细丝焊,应用于40 mm以下的中厚板焊接。在焊接40 mm以上的大厚板时,细丝气电立焊的焊接生产效率还不能满足实际生产的要求。通过对气电立焊焊接电弧弧长稳定性的研究,分析了气电立焊焊接过程,尤其是粗丝气电立焊弧长控制技术及原理,设计了一套以单片机Atmega128为控制核心的,由变速送丝垂降外特性电源焊接系统和变速小车爬行系统组成的组合式弧长控制系统。试验表明,该弧长控制系统抗干扰能力强、响应速度快,能够迅速对外界干扰引起的弧长变化进行精确的补偿控制,并能精确控制焊枪摆动,焊接质量好。

基于网络的弧长控制系统

焊接弧长是影响焊接质量的关键因素,尤其在管道焊接中,管道的椭圆性及轨道的形变引起弧长的变化,进而影响焊接的稳定性。通过建立焊接电源和伺服控制系统的数学模型,采用焊接电流为主控参数、焊枪高低机构位移为副控参数的串级控制策略,利用实时采集的焊接电流,驱动焊枪高低机构伺服运动,调节焊枪高低位置,确保焊接弧长的稳定,进而保证焊接电流的稳定。实验证明系统具有较强的鲁棒性,仿真结果表明系统具有较好的动态特性和静态特性,满足弧长稳定的焊接要求。

基于弧长控制法的边坡稳定弹塑性有限元分析

在强度折减过程中讨论了基本计算方法和弧长控制法的应用,关于有限元计算过程中怎样利用弧长控制法来调整强度参数的降低量,以便精确得到土体结构的极限状态及相应的强度参数值进行了研究。以杭兰高速公路巫山到奉节段一典型边坡为例,借助PLAXIS有限元分析程序,利用基于弧长控制法的弹塑性有限元法分析了该边坡的稳定性,并与传统的Bishop法、Janbu法等方法计算所得边坡稳定系数进行了对比分析。结果表明,有限元强度折减法能更加真实地反映边坡的实际情况,求得的边坡稳定系数更接近边坡的实际稳定状态,显示出其在边坡稳定性分析中的一定优势。

单片机系统在焊接弧长控制器中的应用

介绍了一种微机控制的焊接弧长控制器HCK-I的工作原理和设计思路。详细介绍了该控制器设计中的两大技术难题:一是采样电路的设计原理;二是误差与调节量的函数关系。实践证明,该控制器能较好地达到焊缝跟踪的目的,已成功运用于工业生产现场。

GMAW-P频率特性复合弧长适应控制法

为了提高GMAW-P焊接弧长控制的调节速度,减少弧长调节过程中脉冲频率、焊接电流的波动范围,提出了基于DSP数字控制脉冲熔化极气体保护焊接电源采用频率-特性复合弧长适应控制法.在焊接过程中通过实时采集电弧电压信号、焊接电流信号,当弧长发生扰动时,在当前脉冲周期内,以基值时间和给定电压为控制量,从而保证在弧长调节过程中脉冲频率的变化较小.台阶试验和爬坡试验表明,此控制方法的弧长调节过程快速、稳定,焊接电流、脉冲频率波动范围小,焊机具有良好的弧长调节性能.

焊接机器人电弧长度控制建模仿真与算法研究

在阐述弧焊机器人焊接工艺的电弧特性的基础上,分析了电弧长度控制系统的原理,采用模块化建模思想建立弧焊机器人电弧控制系统模型。基于所建模型进行了焊接机器人恒压、恒流送丝模型集成、仿真与分析,通过对比普通PID控制算法和增益调整型模糊PID控制算法在弧焊机器人弧长控制中的效果的基础上,提出了一种有效的焊接机器人恒压、恒流送丝的控制算法。所建模型和弧长控制算法的研究对于弧焊机器人熔池深度智能化过程控制的进一步深入研究具有一定的参考价值。

国外全位置自动TIG管焊机中的一种新型弧长自动控制系统

管子全位置自动TIG焊时，弧长控制功能是确保焊接质量的关键，尤其在管径、壁厚公差大时，更显重要。本文介绍了POLYSOUDE公司全位置自动管焊机上的一种利用弧压传感反馈的自动控制系统。通过反复实测，证实了该系统具有很高的灵敏度和响应速率。

锅炉膜式壁脉冲MAG弧长协同控制技术

在锅炉膜式壁的自动焊接中,多台焊机同时工作,电弧之间存在干扰,脉冲MIG的最佳过渡形式——一脉一滴受到破坏,电弧的稳定性变差,影响焊缝成型。除了合理的布线,提高单台焊机的电弧长度的控制能力是解决焊接质量的最佳办法。弧长协同控制技术是采用数字化波形控制方法对熔滴过渡进行精细控制的技术,控制电路部分由单片机(MCU)和数字信号处理器(DSP)构成双机控制系统,通过设计脉冲电流波形和弧长闭环控制技术,熔滴过渡平稳,解决膜式壁管屏仰角焊接,实现双面同时焊接,生产效率大大提高,并在20头膜式壁的自动焊接工艺中获得成功应用。

集成化弧长自动控制系统

从弧长稳定控制出发，分析了变速送丝系统的放大倍数对弧长稳定性的影响，研制了用ＰＩＤ调节器和专用晶闸管移相触发器组成的电弧电压反馈式闭环控制孤长的系统集成化电路。使其既适用于埋弧自动焊，也适用于粗丝气体保护自动焊。

一种弧长恒定控制器的研制

介绍了该种弧长恒定控制器的原理和结构．整个电路均由集成电路组成，工作稳定可靠，精度高．不仅适用于非熔极，也适于熔化极的弧长恒定控制．

脉冲熔化极气体保护焊的弧长和熔滴尺寸控制

采用直接模型参考自适应控制算法对弧长和决定熔滴尺寸的焊接电流进行解耦控制,通过调节焊接电源输出电压和送丝速度,使焊接过程中电流和弧长保持在设定值上,使得每个脉冲周期熔化的焊丝体积相等,保证每个周期中熔滴尺寸在脉冲产生之前均匀一致。仿真结果显示该算法可以实现控制对象的输出跟随参考模型的输出。