Study on DSP controlled CO2 arc ignition

CO2焊是一种生产效率高、成本低的高效焊接方法.传统的CO2焊采用接触式短路引弧,引弧时间长、成功率不高、稳定性差.分析了影响和提高引弧成功率的因素,并以DSP控制焊机为平台,设计了一种通过限制引弧过程焊接电流来进行引孤的方法.该引孤方法中,焊接过程中的电流为被控制对象,在电压为空载及以上,短路刚发生即电流不为零时就对电流进行控制,使整个引弧过程中电流值不大于给定峰值,从而达到限制引弧电流的目的.试验证明,该方法引孤时间短、一次性引孤成功率高、稳定性好,为后续CO2焊接稳定可靠的进行提供了有利条件.     

一种新颖GMAW引弧方法研究

针对目前GMAW接触引弧易出现的瞬间断弧、爆断飞溅、引弧过程稳定性差的缺点,分析了GMAW接触引弧过程的机理和影响上述问题的因素,提出了一种全新的GMAW限流引弧方法,设计了该方法的数字化引弧流程,进行了CO2和MIG焊引弧试验。试验结果表明,该方法电流上升速率快、引弧时间短;最重要的是本方法避免了传统引弧时由于焊丝直径和导电特性及焊丝与工件接触瞬间接触状况变化引起的电流不稳定造成的熄弧和断弧等现象,因此,引弧过程稳定,成功率也高,同时也大大降低了引弧过程的飞溅。由于该方法在引弧过程中采用电流控制,适用于GMAW中各种焊接方法,特别适合于多功能GMAW焊接电源。     

变极性TIG焊的微电流短路引弧方法

基于变极性TIG焊在铝合金焊接时的电弧特点,设计出一种针对变极性TIG焊的微电流短路引弧方式,可以有效解决变极性TIG焊接,特别是DCEP(电极接正、工件接负)状态时,接触引弧容易出现的钨极烧损问题。该短路引弧方式将整个变极性短路引弧过程分为短路、维弧以及电流缓升三个阶段,其中短路阶段的电流可以取2～3 A的微电流进行引弧。实验证明,其引弧成功率较高,微电流短路引弧的效果理想。     

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.     

焊接小球对CO2焊引弧过程的影响

为了提高焊接生产效率和焊接质量,CO2焊接过程必须要有较高的引弧成功率。焊丝端部小球尺寸对CO2焊的引弧过程影响很大。在引弧过程中焊丝固态爆断时,会导致引弧不成功。当焊丝端部小球未剪除时,会引起电弧引燃到电弧稳定的调节时间过长,造成电弧不稳,焊接飞溅较大。本文借助汉诺威焊接质量分析仪,采集焊接电流和电压波形,并且应用MATLAB软件分析引弧过程,对引弧成功率进行评定。     

高速CO2焊电流波形控制系统

针对高速CO2焊焊缝成形差、飞溅大的问题,提出了一种新型的焊接电流波形控制方法,在短路阶段控制短路电流和电流上升率,在燃弧阶段采用大恒流 小恒流的两段恒流法来控制燃弧能量.根据该控制原理,设计了基于单片机控制的高速焊系统和控制软件.探讨了波控参数对焊缝成形的影响,并通过大量试验对波控参数进行优化.试验结果表明,该系统采用两段恒流控制法对电流波形实时控制,可精确控制燃弧能量,有效地改善焊接工艺性能,满足了高速CO2焊的控制要求.     

钨极氩弧焊的小电流接触引弧方法

小电流接触引弧是目前钨极氩弧（TIG）焊自动引弧的发展趋势,本文在分析了小电流接触引弧工作原理的基础上,指出影响引弧成功率的主要因素是短路电流和短路时间、热引弧电流和热引弧时间,同时,本文设计了一种采用单片机控制的适合于自动焊接设备的接触引弧系统,该系统具有控制精度高,可以很好地解决接触引弧过程中出现的夹钨等缺陷问题,更为优越的是该系统与弧长自动控制系统共用一套计算机硬件电路和执行机构,仅增加部分程序,几乎不增加成本。     

CO2焊逆变式电源电子电抗的变结构控制仿真研究

介绍了一种适合用于CO2焊逆变式电源的电子电抗变结构控制方法.运用该方法和Matlab仿真工具,建立了电子电抗变结构控制仿真模型,并对电子电抗变结构控制的逆变式电源-电孤动态系统进行仿真.对比线性电子电抗控制和变结构电子电抗控制的不同结果,获得短路阶段电流初始上升率和后期上升率的不同,以及燃弧电流初始下降率和后期下降率的不同的电流波形,有效限制短路峰值电流,提高燃弧能量.试焊结果表明,电子电抗变结构控制的CO2焊逆变式电源对减小焊接飞溅和改善焊缝成形有着明显效果.     

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。     

应用波控技术控制CO2焊燃弧能量的研究

利用弧焊逆变电源具有优异的可控性和快速响应能力的特点,以波控技术为基本指导思想,对应用微机技术控制CO2焊短路过渡燃弧能量进行研究.试验结果表明,采用一种参数自调整模糊控制方法,对稳定燃弧段电流的下降斜率进行控制,起到了燃弧电子电抗器的作用.焊接工艺试验表明,焊接过程稳定,短路过渡频率稳定,焊接飞溅和成形得到了较好的改善.     

双逆变交流方波弧焊机研制

设计了双逆变交流方波弧焊机,介绍了焊机主电路、一次、二次逆变电源控制电路基本原理.给出了二次逆变器控制电路,找到了场效应管失效的原因,设计了限制短路电流冲击电路,介绍了限制短路电流冲击电路及电流软启动引弧的原理,实现了电流软启动引弧,减小短路时浪涌电流对场效应管的冲击,解决了焊杌可靠性问题.用光线记录示波器实拍一次逆变焊机短路时的电流波形及双逆变交流方波弧焊机短路、负载时的电流及电压波形,并对焊机进行了测试,得出了焊机主要技术指标,又进行了焊接工艺试验,试验结果表明,该焊杌具有优良的工艺性能.     

波形控制参数对CO2焊飞溅的影响

在波形控制的CO2焊中控制参数较多,不同的控制参量对焊接飞溅表现出不同的影响规律.在此文利用自行研制的波形控制CO2焊设备,对主要的波形控制参数如短路电流上升速度、燃孤电流值、燃弧电压、送丝速度、短路小电流持续时间、最大短路电流值等对焊接过程飞溅的影响规律进行了较深入的试验研究.实验结果表明,飞溅量对短路最大电流,Imax的变化最为敏感,而短路小电流持续时间t1对飞溅量也有较大的影响,燃弧电流Ig3在一定范围变化时对飞溅的影响不大,短路电流上升速度di/dt对飞溅率的影响较小.     

CO2焊机一元化智能控制系统

研制了CO2 焊接电弧电压的一元化自寻优微机智能控制系统 ,此系统能根据CO2 焊接电流的设定值对电弧电压进行自寻优调节 ,使焊接参数达到最佳配合。智能控制系统主要由弧压模糊控制模块、焊接电流控制模块与一元化推荐表组成。弧压模糊控制模块以CO2 焊接过程中的熔滴过渡频率 fd、燃弧时间与短路时间的比值tas与短路周期标准差σ等特征参数的综合值作为判据进行弧压寻优。样机试验结果表明 ,此智能控制系统能显著改善CO2 焊机性能 ,降低焊接飞溅。     

高速CO_2焊电弧能量检测与分析

设计了焊接电弧动态参数的检测系统,对CO2焊短路过渡中的电弧电压及焊接电流进行实时采集,使用Matlab软件统计分析电弧能量。在不同焊接速度下,对CO2焊的各个过渡阶段的电弧特性进行分析,研究电弧能量与熔滴过渡稳定性之间的关系。试验结果表明,通过对短路过渡过程中各个不同阶段的输入能量的控制,可提高焊接过程的稳定性,实现CO2焊的高速化。     

药芯焊丝CO_2焊工艺评价及远程监测系统研究

药芯焊丝CO2焊在我国船舶制造企业中大量应用,其焊接过程的稳定性评价与监控具有重要意义。通过对准1.4 mm药芯焊丝CO2焊三种不同焊接规范试验和过程稳定性试验,提取了短路过渡频率、断弧频率和瞬时短路频率作为评价其焊接过程稳定性的量化指标;搭建了基于单片机和无线Zigbee技术的药芯焊丝CO2焊远程监测系统,传输焊接过程量化特征信息,从而实现对其焊接过程的远程监测。通过试验证明,该系统具有良好的可扩展性,并能满足造船、冶金机械等行业实际焊接生产的质量监测和工艺评价需求。     

CO2焊要一元化智能控制系统

研制了CO2焊接电弧电压的一元化自寻优微观智能控制系统,此系统能根据CO2焊接电流的设定值对电弧电压进行自寻优调节,使焊接参数达到最佳配合。智能控制系统主要由弧压模糊控制模块、焊接电流控制模块与一元化推荐表组成。弧压模糊控制模块以CO2焊接过程中的熔滴过渡频率fd、燃弧时间与短路时间的比值tas与短路周期标准差σ等特征参数的综合值作为判断进行弧压寻优。样机试验结果表明,此智能控制系统能显著改善CO2焊机性能,降低焊接飞溅。     

短路过渡CO2焊的数字化波形控制研究

论述了一种电流波形控制的逆变CO2焊接电源，包括电流波形控制方案、系统构成等。该系统根据CO2焊短路过渡特点，对焊接电流进行较为精确的控制，并给出了该系统实际施焊时的电流电压波形。试验结果表明，该CO2焊机系统电路简单、调试方便；具有良好的控制性能。     

CO2焊机一元化智能控制系统

研制了CO2焊接电弧电压的一元化自寻优微机智能控制系统,此系统能根据CO2焊接电流的设定值对电弧电压进行自寻优调节,使焊接参数达到最佳配合.智能控制系统主要由弧压模糊控制模块、焊接电流控制模块与一元化推荐表组成.弧压模糊控制模块以CO2焊接过程中的熔滴过渡频率fd、燃弧时间与短路时间的比值tas与短路周期标准差σ等特征参数的综合值作为判据进行弧压寻优.样机试验结果表明,此智能控制系统能显著改善CO2焊机性能,降低焊接飞溅.     

波控CO2短路过渡焊电流信号的近似熵分析

为了评定波控CO2短路过渡焊的稳定性,将非线性参量近似熵理论引入到研究中.利用近似熵对波控CO2短路过渡焊电弧的电流信号进行特征分析.通过对不同的焊接参数下的电流近似熵比较,表明不同工艺参数下,近似熵明显不同,其可作为焊接过程稳定性的评判标准,近似熵越小、方差越小,焊接过程就越稳定.结果表明,近似熵分析在表征信号的复杂性方面有明显的效果,从而为波控CO2短路过渡稳定性分析提供了一种很有效的方法.     

熔焊设备

20093177斜特性式脉冲CO2焊电源自适应控制方法/蒋力培…//焊接学报.-2009,30(2):1~4在脉冲CO2焊设备采用恒流控制电流波形时,其外特性也就变为恒流特性,这样就需要在恒流闭环控制CO2焊脉冲电流波形的基础上采用相应措施,来保证CO2焊电源具有足够的电弧电压自动调节性能。从电弧能量控制的角度,研究了通过控制CO2焊燃弧过程峰值电流时间的途径来闭环自动调节脉冲CO2焊电弧电压的斜特性式控制方法;提出了以脉冲式CO2焊逆变电源外特性斜率为判据的控制算法,使脉冲CO2焊电源输出外特性斜率可调。结果表明,斜特性脉冲CO2焊电源能在焊接过程中自适应调节电弧电压,并可通过改变电源外特性斜率来定量调节电源对弧长的自动调节强度。图6参520093178新型变极性焊接电源二次逆变电路及其控制技术/陈杰…//焊接学报.-2009,30(2):29~33提出了一种用于变极性焊接电源的新型半桥式二次逆变电路拓扑,它由续流耦合电感、IGBT半桥电路及其RC缓冲电路组成。该电路既能确保在极性切换过程中获得快速的焊接电流换向速度,又能够通过硬件电路本身提供足够高的再燃弧电压,用以在焊接电流过零瞬间重新引燃电弧。针对新型...