数字交流TIG多焊机协调器研究

分析多台交流TIG电源同时焊接一个工件时,由于相位不同步导致焊接电源输出时回路的阻抗发生变化和电流互串问题,进一步导致次级IGBT关闭时过电压的发生。为了解决上述问题,提出一种能够设定交流相位和频率的协调控制器,该控制器能够实现焊接电流相位的同步,从而解决由于相位不同步而引起的次级IGBT反压高和电流互串的问题。该协调控制器可以实现交流频率和占空比的设定并将参数通过485通信传递给焊接电源;还可以协调焊接电源相位输出,保证焊接电源的相位输出一致。

活性剂增加铝合金交流A-TIG焊熔深机理研究

采用多组元活性剂AF305进行铝合金交流A-TIG焊时,熔深达到传统TIG焊的3倍以上。进行了交流、直流正接和直流反接A-TIG焊,发现极性不同时活性剂对熔深的影响也不同。研究了强制电弧收缩对交流焊熔深的影响,发现弧根整体收缩并不是AF305增加交流A-TIG焊熔深的主要机理,熔深显著增加主要与焊渣成片分布有关。对焊渣进行了SEM形貌观察和EDS成分分析,并采用氦弧焊证实了焊接过程中焊渣在熔池表面成片分布,电弧斑点极大收缩。向AF305活性剂中添加铝粉改变焊渣分布,研究焊渣分布与熔深的关系,证实了焊渣成片分布能增加焊接熔深。认为焊渣成片分布使得电弧斑点极大收缩,斑点压力以及电弧和熔池内的Lorentz力增强,最终焊接熔深显著增加。

薄板铝合金脉冲交流TIG焊工艺

采用双逆变脉冲交流TIG焊机对薄板铝合金的焊接工艺进行了研究 ,探讨了脉冲电流幅值、EP半波时间、脉冲电流频率对焊接工艺的影响。脉冲电流幅值和EP半波时间对铝合金表面氧化膜的清理有重要影响 ,在焊接薄板铝合金时应采用较低的脉冲频率。采用合适的焊接规范参数 ,容易实现焊缝成形的控制 ,并能获得较好的焊接质量。

交流TIG电弧过零时段的时间-能量分布特征

借助于高时间分辨率的增强型CCD光谱分析系统,对交流TIG电弧在方波、梯形波、正弦波3种波形条件下不同过零速度的发射光谱进行了观测与分析,应用谱线Stark展宽理论计算得到了电子密度及其时间的变化.结果表明,对应于不同电流波形的电子密度在过零时段表现出一种滞后现象,并且滞后时间与电流过零速率、能量输入以及电弧输入功率变化率有关,探讨了焊接弧源系统能量转换过程中的非傅里叶效应的存在及其条件.

铝合金方波交流TIG焊熔池图像处理

方波交流TIG焊工艺在铝合金结构中得到了广泛的应用,为了实现焊缝成形的自动控制,本文开发了一套针对熔池成形的视觉传感系统,该系统包括外触发装置、CMOS图像传感器、焊接电流传感器及滤光装置。同时,开发了一套图像处理算法,包括灰度拉伸、高斯平滑、边缘检测及边缘曲线拟合等步骤,通过该算法提取了完整熔池边界。

几种交流TIG焊电弧稳定性的比较研究

交流TIG焊接电源可用来焊接铝、镁等表面有致密氧化膜的金属。该电源电弧容易引起周期性的熄灭和引燃,因此如何保证电弧稳定燃烧成为关键。其电弧稳定与否,主要取决于电流过零瞬间的电弧空间电离度、电极发射电子能力及再引燃电压的上升速度。文中比较研究了几种交流TIG焊电弧稳定性机理,并提出了提高电弧稳定性的有效措施。

Al-12.7Si-0.7Mg合金交流TIG焊接头组织与性能

采用进口ER4043和ER4047作为填充焊丝对Al-12.7Si-0.7Mg合金热挤压板材实施交流TIG直缝对焊.利用金相观察、显微硬度测定及拉伸性能测试等方法研究了焊接接头的显微组织与力学性能.结果表明:在所选的焊接工艺参数条件下,交流TIG焊可以获得焊缝质量良好的焊接接头;焊缝区(WZ)是明显的熔融金属激冷形成的铸态组织,热影响区(HAZ)Si颗粒有聚集长大的趋势;接头显微硬度分布显示硬度在焊缝区达到最高,在熔合区急剧下降,在热影响区达到最低.两种焊丝焊接接头抗拉强度都达到基材的90%以上.

交流TIG焊接电弧两极能量的分布特征

通过发射光谱分析法和数学模型的应用,深入认识了交流TIG电弧EN,EP两个时段不同比例时对铝合金焊接工艺的影响以及电弧正负两极现象和能量分布特征.通过动态观测交流TIG焊接电弧全周期内的发射谱线,运用Stark展宽效应计算并获得了电子密度的时域特征;通过数学模型定量地分析了交流TIG焊接电弧正负两极不同的能量特征;通过分别观测EN,EP时段Ar,Al和O三种谱线的光谱特征,进一步认识了交流TIG电弧正负两极不同的发射机理和EP时段的阴极清理效果对焊缝成形尺寸的影响.结果表明,在交流TIG电弧中,EP时段的增加有助于焊接工艺与焊缝成形的质量.

交流TIG电弧粉末堆焊层成形特点的研究

为了降低TIG电弧堆焊时因直流正接造成堆焊金属稀释率过大的问题,尝试使用交流TIG电弧进行粉末堆焊,研究了堆焊层的成形特点。实验表明,与直流正接相比,使用相同电流值的交流TIG电弧进行粉末堆焊,获得的堆焊层熔宽更大,熔深和母材熔化量更小,因而具有更小的深宽比和稀释率。这一规律不随堆焊电流的大小和堆焊材料的不同而发生变化。

外加交流磁场对AZ31+1%Ce+1%Sb镁合金TIG焊的影响

采用组织分析和性能检测的方法,研究了外加纵向交流磁场对镁合金TIG焊电弧形态及焊缝质量的影响。结果表明:交流纵向磁场可促使焊接电弧周期性旋转,有利于焊缝成形。磁场的电磁搅拌作用使得焊缝晶粒细化和组织均匀细小,焊接接头的焊缝区和热影响区显微硬度均高于母材,抗拉强度为220MPa,达到母材的88%,断裂发生在焊缝区,属于剪切断裂。

高频干扰下计算机控制交流自动TIG焊布线系统研究

研讨了高频干扰下计算机控制交流TIG焊布线系统抗干扰问题 ,包括干扰类型分析及防止措施、高频干扰产生原因和计算机接口电路隔离措施[1～ 3] 。

RLC串联谐振升压装置及其在交流TIG焊机中的应用

本文就RLC串联回路谐振时电感L产生高压的原理和提高此电压的措施进行了讨论。介绍了一种由RLC串联谐振电路构成的交流TIG焊机引弧稳弧器，试验表明可以解决小电流条件下的引弧和稳弧，效果良好。

基于视觉图像处理的铝合金交流TIG焊阴极清理区域的研究

介绍了方波交流钨极氩弧焊的工艺特点以及铝合金焊接过程中β(正半波电流占整个周期电流的比例)对阴极清理作用的影响。针对铝合金交流TIG焊电弧的特点,合理选择CCD、滤光系统构建了被动视觉传感器和图像采集处理系统。比较三种β值时铝合金交流TIG焊接的阴极清理作用,采用图像处理技术提取阴极清理区和焊接熔池的边缘,获得了阴极清理区域和熔池宽度。通过与实际测量比较表明,采用被动视觉传感技术和图像处理方法可以准确反映阴极清理作用,通过图像处理获得的熔池尺寸与实测值基本吻合。

交直流脉冲TIG焊在薄壁紫铜管焊接中的应用

研究了交直流脉冲TIG焊在船舶薄壁紫铜管中的焊接应用。通过对交直流脉冲焊接电流的分析,提出了采用直流脉冲TIG焊焊接打底层,交流脉冲TIG焊焊接盖面层的方法。采用该方法,既保证了薄壁紫铜管打底层焊缝的单面焊双面成形,又保证了盖面层焊缝焊接时,不会因为温度过高而使打底层产生焊瘤。焊后对薄壁紫铜管的焊缝进行检验,射线底片显示该方法焊接的焊缝质量等级为Ⅰ级,力学性能和金相检测也均合格,为提高船舶产品中薄壁紫铜管的焊接质量提供了参考。

6061铝合金超声-交流TIG复合焊接接头的组织性能研究

研究了超声-交流TIG复合焊接工艺参数对6061铝合金焊缝成形、焊接接头显微形貌和力学性能的影响,并分析了其作用机理。结果表明,相对于常规交流TIG接头,超声-交流TIG复合焊接头焊缝上下表面的宽度小,熔合区附近的组织更加细小,晶粒向等轴化转变,焊缝中心的第二相质点尺寸和质点间距更小,且超声振幅越大晶粒细化和等轴化程度越高。频率为20 k Hz的复合焊接接头的抗拉强度分布最为稳定;超声-交流TIG复合焊接接头的抗拉强度和断后伸长率都相对常规交流TIG焊接接头有所提高。6061铝合金适宜的超声频率为20 k Hz,输出振幅为42μm。

镁合金的活性电弧焊接

在不同的电流条件下,研究了9种常见氧化物、氟化物、氯化物活性剂在镁合金交流氩弧焊及变极性等离子焊弧中的行为。结果表明:活性剂TiO2、Cr2O3、AlF3、NiCl2、CdCl2、ZnCl2、MgCl2使镁合金交流氩弧焊焊缝熔深增加;MgF2、SiO2使镁合金交流氩弧焊焊缝熔深减小;TiO2、SiO2、Cr2O3、AlF3、NiCl2、CdCl2使镁合金变极性等离子弧焊焊缝熔深增加;MgF2、ZnCl2、MgCl2使镁合金变极性等离子弧焊焊缝熔深减小;活性剂对镁合金交流氩弧焊焊缝熔深增加的作用大于对镁合金变极性等离子弧焊的;电弧收缩是活性剂使得镁合金电弧焊焊缝熔深增加的原因之一;活性剂的加入使得焊缝的晶粒比未涂敷活性剂时粗大。

不同电流下AZ31镁合金交流钨极氩弧焊焊接接头的显微组织与力学性能

采用交流钨极氩弧焊在不同焊接电流下对7.4 mm厚AZ31镁合金板进行了焊接试验,用光学显微镜、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、拉伸试验机和显微硬度计等研究了焊接电流对焊接接头显微组织与力学性能的影响。结果表明:焊缝区组织为细小的等轴状-αMg基体相和沿晶界析出的细小-βAl12Mg17相,热影响区为过热组织;随着焊接电流的增大,焊缝和热影响区的晶粒粗化;焊接电流对接头力学性能影响较大,随着焊接电流的增大,抗拉强度先升高后降低,焊接电流为190 A时,接头的抗拉强度可达到母材的88%,断裂均发生在热影响区,断口呈现韧脆混合断裂特征;接头显微硬度呈典型的W形分布,焊缝的硬度较母材的高,热影响区硬度最低。

ZA-27合金与球墨铸铁焊接工艺研究

采用钎焊过渡层与钨极氩弧焊相结合方法研究了 ZA合金与球墨铸铁焊接工艺性能。首先用氧 -乙炔火焰钎焊方法在球墨铸铁表面钎焊一层 ZA- 8合金过渡层 ,然后用交流钨极氩弧焊方法焊接 ZA- 2 7合金与带表面 ZA- 8合金过渡层的球墨铸铁。结果表明 :通过选择合理的钎剂和焊前清洗工序 ,调整氧 -乙炔火焰钎焊和交流钨极氩弧焊工艺参数 ,可成功地实现 ZA- 2 7合金与球墨铸铁的焊接 ,焊缝组织较母材组织明显细化。

交流方波氩弧焊功率变换器

本文提出一种用于交流氩弧焊的功率变换器,它与具有陡降特性的直流焊接电源配套进行交流方波氩弧焊。文中介绍了其工作原理,性能特点及主要研究设计内容。结果表明,该方法是实现高质量交流氩弧焊的有效途径之一。

方波交流电源的稳弧措施研究

本文在分析了恒流源加逆变桥式方波交流电源的工作过程的基础上,阐述了稳弧脉冲产生原理。借助于恒流源与逆变桥之间的串联电感,利用换相电弧再引燃时的电流突变在此电感上产生的自感电动势作为稳弧脉冲,此脉冲可以与电流过零保持严格的同步。此种稳弧方法稳弧脉冲由电路结构本身产生,去除了传统的高频稳弧装置,实施简单,效果明显,没有射频干扰,有利于自动化焊接应用。