CO_2气体保护焊电弧稳定性评价指标研究

本试验采用汉诺威焊接质量分析仪对电弧电压和焊接电流信号进行采集,并自动生成电压电流波形图、电弧电压和焊接电流的概率密度分布图(PDD图)及短路时间、燃弧时间、加权燃弧时间、短路周期的频次分布图(CFD图),并分析电弧过程的电特性,找到熔滴过渡以及焊缝成形的主要影响因素。结果表明:电弧电压和电流对短路过渡有明显影响。电弧电压影响电弧稳定性、飞溅大小、焊缝熔宽等。电压偏低,过渡过程不稳定,飞溅较大;电压偏高,将会出现混合过渡;当电弧电压在18V时,电弧稳定性较好。焊接电流影响焊丝熔化速度、过渡频率、飞溅大小、焊缝质量等。电流偏低,出现断弧现象,焊缝成形差;电流过高,飞溅大,电弧不稳定,出现无效短路;焊接电流在160 A左右焊接电弧较稳定,飞溅少,焊缝成形好。     

逆变CO2气体保护焊机动特性及控制

本文介绍了逆变C2气体保护焊机的电源动特性指标,分析了动特性指标对飞溅的影响.在不同电压、电流参数下进行焊接,测量焊接电压、电流波形,并收集了各种规范下的飞溅,分析了短路电流上升速度di/dt、短路电流峰值,Im、短路到燃弧电源电压恢复速度对飞溅的影响,实验表明短路峰值电流、电压恢复速度对飞溅有一定的影响;随着焊接电流的增大,短路电流上升率的减少,飞溅量显著上升;并指出瞬时短路是造成飞溅的重要原因,并论述通过调节电子电抗器电感可以获得各种规范下所需的电感值,从而使逆变C2气体保护焊机具有良好的电源动特性,以减少C2焊接飞溅.     

波形控制CO2弧焊电源设计

针对CO2焊接工艺的特点,设计了一种实现波形控制的逆变弧焊电源,电源采用单片机控制,对焊接电压、焊接电流实时采样,可准确控制短路电流值.当短路发生后,电流先保持在一较低值,然后以指数规律上升,当检测到缩颈时,降低电流直到熔滴过渡后再燃孤;同时在燃孤阶段,控制燃弧电流的变化速度,保证充足的燃弧能量.以实现减小金属飞溅和改善焊缝成形.     

工艺参数对机器人TIG焊焊缝成形与组织的影响

在Q235钢平板上进行机器人TIG焊试验,研究焊接电流、电弧电压和焊接速度3个焊接工艺参数对焊缝成形与微观组织的影响。研究结果表明,当其中两个焊接工艺参数恒定时,熔深、熔宽和深宽比均随着焊接电流的增大而明显增大;焊缝的熔深和深宽比随着电弧电压的增大而减小,熔宽随着电弧电压的增大而增大;熔深、熔宽和深宽比均随着焊接速度的增大而减小。随着焊接速度的增大,焊缝区与热影响区的珠光体组织减少,铁素体组织增加,组织细化。     

铝的熔化极氩弧焊电弧稳定性研究

本文对铝MIG 焊接电弧固有自身调节作用、物理本质、形成机理及影响因素进行了研究。用自制的电弧演示装置及平特性(CV)电源和垂直下降特性(CC)电源及垂直陡降带短路补偿的等电弧电流(CAC)电源,测出了不同送丝速度下不同弧长的熔化特性曲线,并对曲线走向各部分进行了分析,得出最强的电弧固有自身调节作用是在上部短路过渡区。这是由于过渡形式的变化和接触型过渡熔滴尺寸(即短路频率)的变化引起的。同时给出了电弧固有自身调节作用的弧长恢复公式及弧长恢复时间常数,以及电弧自身调节作用,两种调节作用兼有的弧长恢复时间常数。利用CAC 电源配合等速送丝系统,测出了直径1.6mm 纯铝焊丝的电弧稳定燃烧区及一元化调节特性曲线。通过大量工艺试验证明,铝MIG 焊接的电弧固有自身调节作用是足够灵敏的,工艺容易实现,且具有电弧燃烧稳定,熔深均匀一致,焊缝成型美观等一系列优点,肯定了这一新工艺推广使用的价值。     

高速短路过渡气体保护焊控制及工艺

在数字控制绝缘栅极晶体管逆变电源平台基础上,研究了短路过渡高速焊接工艺的参数匹配和波形控制规律.在焊接电流相同的条件下,随着焊接速度提高,最佳匹配电压逐渐降低.且硬特性的电弧可以在较低的电弧电压下具有良好的稳定性,适合高速焊接工艺.研究了燃弧电压下降速度和焊接热输入以及电弧稳定性之间的关系,降低燃弧电压下降速度可以提高焊接电弧能量,但应当使电弧电压调节到稳定值所需的时间略小于该工艺参数下的燃弧平均时间.结果表明,当焊接速度为1.5m/min时,焊缝外观美观,熔透均匀,符合集装箱侧板对接焊的质量要求.     

CO_2气体保护焊逆变电源闭环控制系统

建立了CO2气体保护焊焊接负载数学模型及相关电源—负载系统仿真模型;采用燃弧末期恒压控制、其余阶段表面张力过渡(surface tension transition,STT)电流波形控制的焊接逆变电源闭环控制结构,设计了焊接电流和电弧电压的模糊神经元PI控制器,构建了CO2焊接逆变电源控制系统仿真平台.结果表明,所设计的闭环控制结构和控制算法能使焊接电流更接近理想的STT电流波形,可改善焊缝成形质量、实现无飞溅过渡;燃弧末期电弧电压恒定,可使电弧有更好的自调节特性.     

基于弧压负反馈的变速送丝系统

由于CO2焊短路过渡飞溅严重,常采用波形控制的方式来减小飞溅,但由于此方式采用分段恒流控制,燃弧期间对弧压的变化比较敏感,特别是弧长突变或下坡焊时经常导致熄弧,为此,本文提出了弧压负反馈变速送丝系统来解决弧长稳定性不良问题。该系统采用双闭环双模糊PI控制,外环采用电弧电压负反馈控制,内环采用电枢感应电压负反馈控制,外环弧压负反馈调节的输出量作为内环感应电压负反馈调节的输入量。下坡焊试验表明,该方法可使焊缝成形美观,飞溅减小,并在弧长变化时能维持弧长稳定,防止熄弧现象的发生,此外,焊缝还具有恒熔深和恒熔宽的效果。     

双丝串列电弧焊焊缝成形的试验分析

将旋转电弧传感器和双丝串列电弧焊结合起来,开发了旋转电弧引导的、两个电弧在同一个熔池上燃烧的双丝串列电弧焊方法,对其焊缝成形工艺进行了研究.分析了焊接电流、焊接电压、双丝间距、电弧旋转等参数对焊缝成形的影响.结果表明,随着焊接电流的增大,熔敷速度增加,焊缝成形系数呈现先增大后减少的变化规律.而焊接电压的增大则会使焊缝成形系数略有减小.对双丝间距的研究发现,当间距为15 mm时,焊接质量较好.与普通双丝串列焊相比,前置电弧旋转时熔池底部变得平坦,最大熔深有所减小,平均熔深有所增加,这将有助于减少焊缝的应力集中.与单丝旋转电弧焊相比,焊接熔敷速度显著增大,有效避免了高速焊接时的咬边现象.     

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.     

06Cr19Ni10不锈钢的A-TIG焊工艺

使用A-TIG对8 mm厚06Cr19Ni10钢进行焊接。研究了焊接电流、预熔时间、电弧弧长对焊缝成形的影响,并对焊缝显微组织进行分析。结果表明,利用A-TIG焊接8 mm的厚板无需开坡口,不填充焊丝,实现单面焊双面成形;当焊接电流增大时,焊缝熔深增大,焊接电流为180 A时,焊缝成形良好;预熔时间增加时,预熔阶段焊缝熔深增大,当预熔电流为160 A,预熔时间为14 s时,预熔阶段焊缝成形良好;A-TIG焊时应控制电弧弧长在2~3 mm。     

二氧化碳气体保护焊工艺对焊缝形貌的影响

主要研究了二氧化碳气体保护焊焊接工艺对焊缝形貌的影响,选择不同二氧化碳气体保护焊的焊接工艺参数在Q235钢板进行表面堆焊,并对焊缝形貌进行观察分析。试验结果表明:焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体压力等工艺参数对焊缝形貌均有影响,其中随着焊接电流的增大,熔深增大,熔宽基本不变,余高增大;随着电弧电压的升高,熔宽明显加大;随着焊接速度的增大,熔宽、熔深及余高均减小。     

短路过渡CO2焊电弧能量的检测与分析

为了分析短路过渡电弧的焊接过程和探讨电弧能量对焊接稳定性的影响,设计了短路过渡电弧电参数检测系统.采用该系统对两种波控条件下的短路过渡CO2焊的电弧电压和焊接电流进行检测,并采用Matlab软件对这两种电弧短路阶段和燃弧阶段的能量分布进行统计分析.结果表明:在短路过渡CO2焊过程中,短路阶段这两种波控电弧的能量都较小,能量控制影响飞溅和焊缝外观,而在燃弧阶段分阶段控制能量有利于提高焊接过程的稳定性,改善焊缝成形.     

动态CMT焊接过程分析

动态CMT焊接是对传统CMT焊接的改进,以期获得较大的熔深。采用高速摄像同步分析系统分析了动态CMT焊接过程熔滴过渡和电流电压波形特点。结果发现,动态CMT焊接熔滴过渡增高至110 Hz以上;从电流电压波形上看,动态CMT分为3个阶段,即燃弧,强脉冲和短路3个阶段。在强脉冲阶段,电流峰值达493 A,而在短路阶段电流为75 A以上。T形接头焊接结果显示,在相同焊接热输入下,动态CMT比普通CMT能够获得更大的熔深.熔深增加是由于强脉冲阶段大的电弧力造成熔池表面下凹,电弧下方液态金属层变薄使得熔池底部加热作用明显;同时短路电流的增加,也提高了熔池温度和焊丝预热效果。     

焊接工艺参数对不锈钢A-TIG焊焊缝熔深的影响

利用自制的活性剂,考察了焊接工艺参数对奥氏体不锈钢A-TIG焊焊缝熔深的影响.结果表明:活性剂能使电弧收缩,穿透力增强,使焊缝熔深增加.在其它焊接参数不变的情况下,随着焊接电流的增加熔深增大;随着焊接速度的增加熔深减小;焊接电弧长度由2mm增加到3mm,焊缝熔深增大;由3mm增加到4mm,焊缝熔深减小.电弧收缩理论可以较好地解释试验结果.     

药芯组成及工艺参数对ENiCrMo3T0-4焊丝电弧稳定性的影响

采用汉诺威弧焊质量分析仪研究了ENiCrMo3T0-4药芯焊丝中药芯组成及焊接工艺参数对电弧稳定性的影响. 结果表明,随着焊丝药芯组成中CaO/(SiO2+TiO2)的减小,熔渣碱度越小,焊接电弧稳定性越好;相比电压标准差/电压变异系数、电流标准差/电流变异系数和燃弧时间变异系数,短路时间标准差/短路时间变异系数和燃弧时间标准差更能准确地反映焊接电弧稳定性;在正常焊接工艺参数范围内,随着工艺参数的增大,焊接电弧稳定性越来越好.     

高科技产品介绍

中国品牌--时代逆变波控气体保护焊机 A120-400/500(系列)是集时代集团公司前几代气保焊机的研制、开发、生产的经验,结合气保焊机的近期发展趋势,在时代IGBT逆变电源的基础上通过采用电子电抗器的对短路过渡过程进行波形控制技术的新一代半自动熔化极气保焊机。 众所周知,在CO2气体保护焊中,短路过渡是一种主要的熔滴过渡形式。短路过渡焊接过程的两个问题--飞溅大和焊缝成形不好在实践中一直未能得到很好地解决。除焊接参数不合适及焊材方面的原因外,飞溅的主要原因是短路末期熔滴液桥破断电爆炸飞溅及短路初期的瞬时短路飞溅;焊缝成形不好的原因是周期性的短路过程降低了电弧对母材的热输入,母材熔化不足,且短路期间的能量对熔深没有贡献,即燃弧能量比例不合适。解决这些问题的最好的方法就是针对CO2焊接电源的静、动特性进行改进,成效显著且不增加成本。 实践已证明,利用IGBT逆变电源中的动特性及灵活的控制性,采用波形控制技术可以较为理想地解决焊接过程中短路过渡所带来的问题,提高焊接质量。 时代A120(系列)逆变气保焊机针对短路过渡的特点,通过控制电路实施调节各阶段电流,进而实现对熔滴过渡各阶段的控制。短路和燃弧时电流波形要求不同,在短路阶段执行短路电子电抗器,从而实现整个焊接过程的波形控制,同时为了提高引弧的成功率,在控制电路上采用脉冲电流配合慢送丝方式,并且在焊接过程结束时设计有消小球和火口填充电路。 时代A120(系列)逆变气保焊机的特点主要有： ●设有焊丝直径选择开关和电弧力调节旋钮,可广泛适用于0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm焊丝在各种规范下稳定焊接。 ●焊接规范匹配裕度宽,干伸长变化补偿能力强(不同精细调节即可实现很好的焊接)。 ●各种规范下过渡稳定,瞬时短路少,飞溅率低。 ●综合线缆可加长至50m。 ●成形好,熔深大,不咬边。 ●备有多种送丝机可供选择,以适应各种生产环境。 ●数字预设焊接电压和电流。 ●设有过流、过热、欠压等多种保护电路。 目前,时代逆变波控气体保护焊机已经做到了在国内同行中领先的水平,与传统的可控硅气体保护焊机相比,其优越性十分明显。时代集团公司的目标是不断总结创新,制造出用户迫切需要、性能理想、质量可靠的中国品牌的焊机,向着国内国际一流水平努力奋斗!     

耦合电弧钨极GPCA-TIG焊工艺

将耦合电弧钨极和GPCA焊方法结合,形成了耦合电弧钨极GPCA-TIG焊方法,该方法可实现深熔深高速度焊接.对比分析了在较高焊接速度时常规TIG焊、耦合电弧钨极TIG焊和耦合电弧钨极GPCA-TIG焊的焊缝表面成形和截面形貌,发现耦合电弧钨极GPCA-TIG焊可避免咬边和驼峰焊道的产生,并且焊缝熔深有所增加.耦合电弧钨极GPCA-TIG焊工艺试验表明,焊缝熔深和熔宽随焊接速度的减小和外喷嘴位置的升高而增大,随着弧长和外层氧气流量的增加先增加后略有减小;随着焊接速度的减小,弧长和外层氧气流量的增大,焊缝咬边减轻,外喷嘴相对高度变化时焊缝均未出现咬边.     

新产品—ZD5型(多特性)可控硅整流弧焊机

由湖南长沙国营东方电工厂生产的ZD5系列(多特性)可控硅整流弧焊机具有恒电压和恒电流两种输出特性和优良的动特性。电弧稳定、飞溅小、焊缝成型美观。适用一切牌号焊条进行直流电弧焊接,特别适合碱性低氢型焊条进行全位置焊接。可取代旋转式直流焊机,作手工电弧焊、二氧化碳气体保护焊焊接电源以及氩弧焊、埋弧焊焊接电源。该焊机采用双反星形带平衡电抗器的可控硅整流回路,集中控制元件,设有远控装置,电流调节方便,输出范围大;设有电压和电流负反馈,可自动稳定焊接电压和电流,保持焊机的静态和动态特性稳定,能保证当电网电压波     

焊接参数对旋转电弧MAG焊焊缝成形的影响

基于旋转电弧焊接机器人进行平板堆焊试验,研究了焊接电流、电压、焊接速度及电弧旋转频率对焊缝成形的影响。结果表明:焊接电流增大,熔宽明显增加,熔深和余高也有所增加,熔敷速度增大,成形系数减小,余高系数几乎保持不变;焊接电压增大,熔深和熔宽均有所增加,余高减小,熔敷速度几乎保持不变,余高系数增大,焊缝成形系数先不变后减小;旋转频率增大,熔深有所减小,余高略有减少,熔宽先增后减,成形系数和余高系数均增大;随着焊接速度的增大,熔深、熔宽、余高均减小,熔敷速度呈指数形式下降,成形系数有所增大,余高系数略有增加。