短路过渡焊接焊丝干伸长传感器

对波形控制短路过渡CO2 焊接焊丝干伸长传感器进行了研究。在对焊丝干伸长传热和电阻以及熔滴的几何形状和电阻特性进行理论分析的基础上 ,建立了一套基于MotorolaMC6 8HC11A1单片机的焊丝干伸长检测及处理系统。短路期间的焊丝干伸长近似为焊炬至工件的距离 ,因此焊丝干伸长可作为确定焊炬高度的传感器 ,进而实现焊缝跟踪。对检测数据的处理结果表明 ,在短路中期 ,焊接脉冲电流恒定 ,焊炬与工件间的电压信号与焊丝的干伸长度成正比。传感器的实际检测精度可以达到± 0 .4mm ,完全能够满足CO2 焊接的焊炬高度跟踪和焊丝能量补偿控制的要求。     

智能型多功能弧焊逆变电源及其编程控制

基于短路过渡CO2 焊接短路阶段电源输出电阻的变化规律 ,确定了有利于消除瞬时短路及提高熔滴过渡规则性的控制电流波形 ;在此基础上 ,利用逆变弧焊电源的高速可控性 ,以MC6 8HC11A1单片机为主控建立的焊丝干伸长变化前馈———过渡频率负反馈控制系统 ,实现了波控恒频短路过渡CO2 焊接 ,极大地提高了焊接过程的稳定性和适应能力。通过对引弧瞬间电源输出短路电压的实时检测 ,实现了MMA焊电弧推力拐点电压随焊接电流及焊接电缆长度、截面积等改变的自动调节。采用键盘输入和液晶显示等直观输入输出设备 ,设计并实现了焊接方法与参数的编程控制。结果表明 ,系统工作稳定可靠 ,抗干扰能力强 ,具有推广应用价值。     

药芯焊丝焊接工艺性分析

药芯焊丝的焊接工艺性是焊丝质量的一个重要方面,目前尚没有科学可行的方法对药芯焊丝的焊接工艺性进行评价.仅凭经验很难对焊接工艺性做出准确判断.药芯焊丝的焊接工艺性决定于熔滴过渡形态,细熔滴过渡时焊接过程比较稳定,是理想的过渡形态.在电流一定的条件下,不同的药芯焊丝形成细熔滴过渡形态所对应的焊接电压不相同,它反映了某种焊丝形成细颗过渡的趋势大小.短路概率越小,短路时间T1的频率越少,可认定某种焊丝细熔滴过渡倾向越大,焊接工艺性越好.     

恒流CO2焊接的熔滴过渡形式及其工艺参数的研究

本文对采用双阶梯形恒流输出特性进行ＣＯ２焊接的熔滴过渡形式进行了讨论，并对φ１．２ｍｍ直径焊丝通过试验研究了输出特性的电流、电压参数及焊丝干伸长等工艺参数与送丝速度的关系及其对焊接过程稳定性的影响规律。     

基于高速CCD摄像的短路过渡焊接熔滴检测与分析

建立了基于高速CCD摄像的熔滴图像检测和焊接电流、电弧电压同步采集系统,在给出短路过渡模式下的熔滴尺寸定义并简述基于MATLAB平台的熔滴尺寸与电弧信号分析系统的基础上,对平特性电源短路过渡CO2焊接熔滴尺寸变化特征及其与工艺性能间的关系进行了试验研究.结果表明,熔滴尺寸呈分散性较大的正态分布(1～2倍焊丝直径),过大或过小的熔滴尺寸均不利于短路过渡焊接过程的稳定性.根据熔滴的形成和过渡过程,初步分析了影响熔滴尺寸的主要因素及控制熔滴尺寸的途径,即短路过程结束后焊丝端部的残余液态金属量和燃弧能量的随机性导致了熔滴尺寸的不确定性,对其进行有效控制将提高熔滴尺寸和短路过渡过程的一致性,进而改善短路过渡CO2焊接的工艺性能和焊接质量.     

短路过渡CO2焊溶滴过程控制

ＣＯ２短路过渡焊接是一种高效、节能的焊接方法,全其飞溅大、熔深浅的问题一直未能根本解决本文在研究ＣＯ２短路过渡焊接电弧熔滴过渡机理和飞溅产生原因的基础上,提出并实现用于检测液桥收缩程度的电阻变化率检测法,在此基础熔滴短路过渡模式下焊接电弧的闭环控制,有效地抑制了短路过渡中的焊接飞溅,取得较好的工艺效果。     

旁路耦合电弧高速焊接工艺

为了实现传热、传质的解耦,提出了旁路耦合电弧焊接工艺(Arcing-wire PAW).介绍了旁路耦合电弧焊接工艺的原理和系统组成,利用数据采集系统和高速摄像机对电信号和熔滴过渡进行同步采集,结合电信号变化和熔滴过渡行为分析不同焊接参数对熔滴过渡的影响.结果表明,送丝速度和MIG电流的变化改变了焊丝熔化的平衡位置,使得熔滴的过渡状态和频率发生了变化,焊丝垂直高度的变化使得焊丝充分利用熔池的热量实现稳定快速过渡.由于传热和传质可以分开控制且电弧形态在焊接方向被拉长,保证了高速焊接时焊接过程的稳定性.     

药芯焊丝电弧焊熔滴过渡与焊接飞溅

针对不同焊接参数下SQJ501型、SQJS07型和SQJ50MX型药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡行为进行了拍照,并对焊接飞溅进行了测量,研究药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡行为及其焊接飞溅的基本规律.试验结果表明:三种药芯焊丝随着焊接参数的增大,均依次发生短路过渡、大滴排斥过渡和细颗粒过渡.SQJ501型和SQJS0MX型药芯焊丝电孤焊电弧形态呈锥形,SQJS07型电弧形态接近于钟形.SQJ507型药芯焊丝出现细颗粒过渡的焊接参数比其他两种焊丝大.焊接工艺参数以及焊丝种类影响了熔滴过渡行为进而影响焊接飞溅,细颗粒过渡时产生的飞溅最小.     

超声-MIG焊接铝合金熔滴过渡行为

对铝合金超声-MIG焊接熔滴过渡行为做了系统研究。试验主要关注在超声作用下,铝合金焊接中熔滴过渡行为的变化。通过对熔滴过渡过程的观测和分析,结果表明,对于短路过渡形式,熔滴受到超声辐射力的阻碍作用,熔滴的体积增大,过渡频率降低,焊接电弧收缩,弧长缩短,挺度增加,亮度增大;在大滴过渡和射滴过渡时,熔滴过渡频率大幅增加,熔滴尺寸减小,这也是超声辐射力作用在熔滴上的影响造成的;而且超声作用后的熔滴形态发生复杂变化,焊接过程的不稳定性增大。     

涂层对熔化极气体保护焊实心焊丝熔滴过渡的影响

利用纳米涂层技术在焊丝表面形成涂层,涂层为Na、K和Ti等元素的氧化物膜。借助汉诺威弧焊分析仪和高速摄影机对比研究未涂层焊丝和涂层焊丝的熔滴过渡情况。研究发现,当焊接电流/电压为260A/30V时,两种焊丝的熔滴过渡方式均以喷射过渡为主,同时伴随着短路过渡。经过统计未涂层焊丝过渡频率为250滴/s,其中短路过渡频率为13滴/s;涂层焊丝的熔滴过渡频率为280滴/s,其中短路过渡频率为0.5滴/s。另外发现两种焊丝在喷射过渡过程中电弧发生波动,但涂层焊丝电弧更加稳定。同时发现涂层焊丝电弧弧柱的径向宽度更宽。     

脉冲频率对三丝间接电弧焊稳定性的影响

三丝间接电弧焊是一种新的焊接方法,焊接过程中工件不连接电源,主丝连接焊接电源正极,两边丝分别连接两焊接电源的负极,电弧建立在主丝与两边丝之间. 焊丝熔化后主丝与边丝导电距离的变化以及焊丝形成的多条熔滴过渡路径均对建立稳定的焊接过程提出了挑战. 文中通过调控脉冲频率,分析了脉冲频率对电弧特性、熔滴过渡路径以及焊接电压和焊接电流分布的影响. 结果表明,脉冲频率对三丝间接电弧焊的稳定性影响较大,当脉冲频率大于100 Hz时,才能建立稳定的间接电弧;随着脉冲频率的增加,熔滴过渡路径的数量减少,更有利于形成均一的焊道;随着脉冲频率的增加,焊接电压和焊接电流变异系数减小,焊接电流和焊接电压的波动程度减小,三丝间接电弧焊的稳定性提高.     

自保护药芯焊丝全位置焊接电弧稳定性分析与评价

采用高速摄像仪和汉诺威弧焊质量分析仪对三种市售X70管线用自保护药芯焊丝全位置焊接的熔滴过渡及电弧稳定性进行观察分析.结果表明,全位置焊接电弧稳定性为1号焊丝最好,3号居中,2号最差;电流变异系数比标准差更能准确地反映电弧稳定性;单凭平均短路时间不能作为判定电弧稳定性的依据,必须结合短路时间频次分布图才有意义;短路过渡时电弧电压概率密度分布为双驼峰形状,双驼峰处曲线的概率密度分布及整条曲线的收敛情况可作为评定电弧稳定性的重要参考依据.     

基于GMAW动态模型的短路过渡过程稳定性分析

基于已建立的CO₂焊短路过渡模型,模拟了短路过渡的动态过程;预测了不同送丝速度下短路过渡频率、接触熔滴和残余熔滴等效半径、熔滴的速度和位移以及液桥的变化;分析了上述参数与稳定性之间的关系,并成功预测了最佳电弧点,为焊接过程的参数优化提供依据.结果表明,当熔滴过渡频率最大时,并未达到最佳焊接条件;在最优焊接参数下,残余熔滴等效半径达到最小,且熔滴振荡速度和位移变化范围较小;接触熔滴等效半径和液桥曲率半径越小,越有利于提高短路过渡的稳定性.     

短路过渡CO2焊接熔滴尺寸控制

分析了短路过渡CO2焊接的熔滴形成过程及焊接电流波形对熔滴形状及短路过渡历程的影响规律,对采集获得的焊接过程中的焊接电流信号进行数学处理,采用最小二乘法建立了波形控制短路过渡焊接的焊丝熔化模型.在此基础上,通过控制燃弧初期脉冲电流的宽度调整燃弧能量的大小,对熔滴尺寸控制进行了试验研究.结果表明,随着燃弧脉冲电流宽度的增加,熔滴尺寸单调增加,这说明改变燃弧初期脉冲电流的宽度可以有效地控制燃弧能量和熔滴尺寸的大小.     

近似熵与熔滴过渡频率对表征CO2焊短路过渡过程稳定性的不同影响

基于不同电弧电压、气体流量、焊接速度下短路过渡CO2焊的焊接电流时间序列,利用P incus算法,评估了焊接电流的近似熵,分析了近似熵与熔滴过渡频率对表征焊接过程稳定性的不同影响.试验与数值分析证明在上述三种工艺条件下近似熵越大,焊接过程的稳定程度越高,然而熔滴过渡频率与焊接过程的稳定性变化趋势难以取得一致,因此焊接电流近似熵比熔滴短路过渡频率更为准确地刻画了焊接过程稳定性的动态变化,用于定量表征焊接系统的稳定性时优于熔滴过渡频率.     

基于图像处理的短路过渡过程稳定性分析

利用数字图像处理技术,对CO₂焊短路过渡过程的高速摄影图片进行了处理,获得了接触熔滴等效半径和残余熔滴等效半径的尺寸;分析了过渡频率和等效半径以及短路过渡过程稳定性的关系. 结果表明,当熔滴过渡频率最大时,并未达到最佳焊接条件;残余熔滴等效半径在小范围内离散分布,其平均值在最优焊接参数时达到最小;接触熔滴等效半径平均值与过渡熔滴体积成正比,该值越小,表明过渡过程越稳定.     

CO2焊短路过渡过程的同步多信息分析及试验

采用高速摄像技术记录CO2焊的高速变化的短路过渡物理过程,利用计算机数据采集系统通过传感器采集多路信息,成功的实现了焊接电弧及熔滴过渡影像与电弧电压和焊接电流波形的同步控制,通过对照分析高速摄像所拍的影像和电信号检测法所得的波形关系,获得了所反映的焊接短路过渡过程信息,分析了CO2焊短路过渡过程的物理特征,提出了CO2焊短路过渡过程的不同阶段的合理控制方案,依此方案进行波控实验。实验结果显示,飞溅减少,焊缝成形改善。     

脉冲激光驱动的GMAW短路过渡行为控制

试验研究了单侧脉冲激光照射熔滴控制短路过渡的行为.高能量密度的瞬时脉冲激光作用在熔滴上,产生的局部强烈的蒸发反力驱动熔滴受迫短路,形成液桥,完成收缩、破断,促进熔滴脱离焊丝.在无电弧条件下观察单侧脉冲激光驱动熔滴过渡的基础上,进一步分析了小电流下单侧脉冲激光驱动短路过渡的效果.结果表明,在焊接过程中施加一定能量密度和频率的脉冲激光对短路过渡行为有明显的改善作用,并能通过脉冲激光功率控制熔滴的尺寸,调节脉冲激光频率控制熔滴过渡频率,实现一脉一滴的过渡形式,提高焊接过程的稳定性.     

Effect of welding speed and electrode extension on the approximate entropy of welding current in short-circuiting GMAW

Based on the phase space reconstruction of welding current in short-circuiting transfer arc welding under carbon dioxide, the approximate entropy of welding current and its standard deviation have been calculated and analyzed at different welding speeds and different electrode extensions respectively. The experimental and calculated results show that at a certain arc voltage, wire feeding rate and gas flow rate, welding speed and electrode extension have significant effects not only on the approximate entropy of welding current, but also on the stability of welding process. Further analysis proves that when the welding speed and electrode extension are in an appropriate range respectively, the welding current approximate entropy attains maximum and its standard deviation minimum. Just under such circumstances, the welding process is in the most stable state.     

药芯焊丝电弧焊电弧形态与熔滴过渡行为的研究

基于数码照相技术研究了CO2保护气氛下,渣系和焊接参数对药芯焊丝电弧焊（FCAW）电弧形态和熔滴过渡行为的影响。研究发现,酸性及金属芯渣系药芯焊丝在所有焊接参数下电弧扩散角相差不大,碱性渣系药芯焊丝因药芯中含大量消电离元素,大焊接参数下电弧扩散角比其它两种渣系小;金属芯药芯焊丝大焊接参数下发生“半潜弧”,可见弧长显著缩短。随着焊接参数增大,酸性,碱性,金属芯药芯焊丝均依次出现如下熔滴过渡类型;短路过渡、大滴排斥过渡、细颗粒过渡,均未发生喷射过渡。