新型脉冲电子束焊接偏压电源设计

开发了一种由偏压基值产生电路和偏压脉冲产生电路组成的新型脉冲电子束焊接偏压电源,该偏压电源装置能够实现直流偏压和脉冲偏压自由切换,即在同一套装置上既能够实现常规连续束流电子束焊接,又能够实现脉冲电子束流焊接.偏压基值产生电路控制偏压脉冲基值,偏压脉冲产生电路分别控制偏压脉冲峰值、偏压脉冲频率和偏压脉冲占空比.偏压电源的脉冲频率、占空比、脉冲基值和脉冲峰值均可调节,对应实现脉冲束流的脉冲频率、占空比和脉冲峰值调节.试验证明在平均束流焊透相同材料时,相比连续束流电子束焊接,脉冲电子束焊接热输入减少,焊缝宽度有减少趋势.

脉冲电子束焊接电源人机交互系统设计

针对脉冲电子束焊接电源系统控制相对复杂的特点,设计了以MC9S12单片机为主控芯片、触摸屏为人机交互界面的人机交互系统。通过组态软件Easy Builder 8000完成触摸屏的人机界面设计,采用模块化的编程思想完成单片机的程序设计。采用RS-485通讯接口电路,触摸屏通过Modbus协议与单片机实时通讯。试验表明,该人机交互系统能实现脉冲电子束焊接电源参数的统一管理,设置方便、界面友好、性能稳定。

304不锈钢脉冲电子束焊接温度场的模拟(英文)

根据实际的焊缝形状,选择了组合热源模型,并分析了脉冲束流下热源模型的能量密度分布。脉冲热源的能量密度分布不仅与空间位置有关,还与热源作用的时刻有关。建立了304不锈钢的脉冲电子束焊接三维数学模型,分别模拟了脉冲电子束和普通连续电子束焊接的温度场,得到了不同参数下的温度场分布云图和热循环曲线。结果表明:与普通连续电子束焊接相比,脉冲电子束焊接得到的热循环曲线呈现波动的上升和下降,曲线上同时存在多个波峰和波谷,焊缝中心区的温度场波动幅度较大,而远离焊缝区的温度场几乎不受脉冲束流的影响;在相同平均束流作用下,脉冲电子束焊接得到焊缝中心的峰值温度要比连续电子束的高;将模拟预测的焊缝与实际的焊缝对比,结果较为吻合,验证了模型的准确性。

载波调制型MOSFET驱动电路的设计与实现

为了改善传统MOSFET隔离驱动电路传输信号频率变化范围小、占空比低、波形失真严重等问题,以MOSFET开关管在脉冲电子束焊接电源中的应用为出发点,采用载波调制与脉冲变压器隔离的方法设计了一种频率、占空比均可大范围调节的MOSFET驱动电路,并对电路的工作原理和参数设计进行了详细分析。设计的MOSFET驱动电路可实现60 kV的高电压隔离,输出驱动信号上升时间为0.3μs,下降时间为1.8μs,传输的PWM脉冲信号不受占空比范围限制,可传输占空比为0~100%的PWM脉冲信号。搭建测试平台对驱动电路进行了测试,结果表明该驱动电路能够满足0~20k Hz脉冲电子束焊接电源脉冲控制信号传输与隔离的需求,为MOSFET功率开关管在脉冲电子束焊机等高电压大功率领域的广泛应用奠定了技术基础。