激光+双丝脉冲MIG/MAG复合焊系统及工艺开发

为了对激光+双丝脉冲MIG/MAG复合焊工艺及理论进行研究,构建了激光+双丝脉冲MIG/MAG复合焊系统,双电弧的电源各自独立,电源的脉冲控制方式为推挽式.利用该系统进行焊接工艺试验,在焊接过程中,同步采集双路焊接电流、电弧电压信号,并进行高速摄像.结果表明,所构建的激光+双丝脉冲MIG/MAG复合焊系统能够进行稳定焊接,焊缝成形美观,且加入激光后,激光对电压的影响较明显,电压信号的稳定性增强.     

软开关逆变式双丝高速脉冲焊电源

将软开关技术、脉冲焊技术和总线通信技术等有机结合,研制了协同控制的Tandem型双丝脉冲MAG焊电源。脉冲焊接电源主电路采用饱和电感并充分利用励磁能量拓宽软开关范围,针对双丝脉冲焊电弧形态、熔滴过渡及电源外特性和动特性的要求,提出了基于电流峰值模式的双闭环恒电流和恒电压控制模式,并进行了分析与设计;利用SOC单片机C8051F020和RS485总线通信技术实现了双丝脉冲焊的数字化协同控制,解决了双丝高速焊两路输出脉冲同步、反相与随机输出形式的协同控制。试验表明,电源性能满足设计要求,高速焊接过程稳定、焊缝成形好、飞溅小、变形小。     

基于DSP的一体化双丝脉冲MIG焊数字波控研究

为改善双丝脉冲MIG焊的协同控制,在基于单一DSP芯片TMS320LF2407A控制下的一体化双丝脉冲MIG焊接系统的基础上,利用DSP内部集成的脉宽调制模块,以软件方式实现了主、从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主、从机的高频逆变和低频脉冲波形调制,最终实现双丝脉冲MIG焊的波形控制.针对双丝脉冲MIG焊熔滴过渡过程的控制,通过改变焊接参数进行工艺试验.试验结果表明,基于DSP的一体化双丝脉冲MIC焊协同控制系统性能稳定,能有效实现两台弧焊逆变电源之间的协同控制,焊接性能好,稳定可靠.     

基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统

为解决双丝脉冲MIG焊两路脉冲同步、交替和随机三种相位输出的协同控制问题,采用32位的STM32F103ZET6建立基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统. 利用单一STM32芯片实现双丝脉冲MIG焊同步、交替和随机三种脉冲相位输出形式,用STM32内部集成的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)模块生成移相全桥软开关PWM信号,以软件方式实现主从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主从机的高频逆变和低频脉冲波形调制. 结果表明,所设计的基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统满足设计要求,焊接过程稳定、焊接速度快、飞溅小、焊缝成形良好,能实现良好的双丝脉冲MIG焊工艺.     

高效双丝MIG/MAG脉冲焊系统及工艺

高效焊接方法是实际生产的迫切要求,据此本文提出了推挽式双丝脉冲焊工艺,介绍了以单片机为核心的双丝脉冲焊控制器的原理及功能,建立了双丝气保护脉冲焊系统。采用熔化极氩弧焊进行双丝脉冲焊工艺实验,研究了双丝脉冲焊两路参数对焊接过程的影响,对电弧进行了高速摄影。试验结果表明：所设计的推挽式脉冲双丝焊系统是成功的;高速摄像也证实实现了一脉一滴的熔滴过渡。     

双丝脉冲MAG焊不同外特性组合下的工艺试验

提出2种比较适合脉冲焊外特性的组合方式,即U-I和I-I.结合双丝焊电源外特性组合方式的理论分析,系统地进行了主从机的3种典型外特性组合的工艺试验,并总结出了双丝焊电源焊接电流、电弧电压分布的一般规律,即主机电流约大于从机电流20～30A,从机电压约高于主机电压2V.通过试验,加深了对双丝焊电弧间热作用、双丝焊工艺特点以及不同外特性组合优缺点的认识.     

双丝高速软开关脉冲MAG焊装备

将CAN(局域控制网)总线技术、软开关技术、脉冲焊技术等有机地结合,研制了结构紧凑、一体化、协同控制的TANDEM型双丝焊装备.在深入分析双丝焊工艺要求的基础上,引入新型双闭环控制模式,实现了适合双丝焊要求的脉冲焊电源动特性、外特性.为减少双丝焊电弧之间的干扰,将CAN总线技术成功应用于双丝焊装备的通信控制中,设计了双丝焊装备的协同控制装置.结果表明,电源各项电气性能都满足了设计要求,且焊接过程稳定、飞溅小、焊缝成形好、焊接速度快、热输入小、变形小,突出显示了双丝高速焊的优点.     

双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法

为优化双丝脉冲MIG焊的焊缝成形质量,提出双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法,构建基于DSP的双丝脉冲MIG焊的双脉冲数字化交替相位协同控制系统,对双丝脉冲MIG焊的单脉冲和双脉冲焊接进行平板堆焊试验.结果表明,双丝脉冲MIG焊双脉冲焊接系统实现了稳定的双脉冲焊接过程,焊缝成形良好.对单脉冲和双脉冲焊接所得焊缝的横截面宏观金相对比分析结果表明,双脉冲对焊接熔池有很强的搅拌作用,双脉冲焊接所得焊缝晶粒比单脉冲焊缝晶粒更小,说明双脉冲具有细化晶粒的效果,证明在双丝脉冲MIG焊中应用双脉冲有一定的优化作用.     

基于DSP的软开关逆变式双丝高速脉冲焊装备

将脉冲焊、软开关逆变、嵌入式控制及现场总线通信技术等有机地结合,研制了协同控制的Tandem型双丝高速焊装备.脉冲电源主电路采用饱和电感并充分利用励磁能量拓宽软开关范围,针对双丝脉冲焊电弧形态、熔滴过渡及电源外特性和动特性的要求,提出基于电流峰值模式的双闭环控制模式,设计了基于DSP与μC/OS-II的占先式嵌入式控制系统;利用CAN现场总线通信技术解决了双丝脉冲焊两路输出同相、反相与随机三种形式的协同控制问题.结果表明,电源性能满足设计要求,双丝高速脉冲焊接过程稳定、焊缝成形好、飞溅小、变形小.     

高效MIG/MAG焊的新发展(一)

本文详细地论述了高效MIG/MAG焊工艺方法的新发展,重点介绍了T.I.M.E、双丝并联、双丝串列电弧MIG/MAG高效焊接法的工作原理、工艺特点和优点,系统阐明了新型高效MIG/MAG焊设备完整的配置及各种自动化焊接的解决方案,列举了各种接头典型的焊接工艺参数和成功的应用实例。     

全数字化多功能焊接电源平台

建立了包括焊条电弧焊、氩弧、短路过渡、单脉冲和双脉冲在内的五种工艺的焊接电源平台,该平台由焊接电源本体、送丝电机及冷却水箱构成.分析了它的工作原理并阐述了主要功能.重点讨论了短路过渡、单脉冲和双脉冲MIG/MAG焊的工艺全数字实现原理及过程,进行了额定400A的焊接电源平台试验.结果表明,采用全数字控制方法实现多种气体保护焊焊接工艺是完全可行的,在不改变硬件电路情况下,仅仅改变软件就可以满足不同焊接工艺需求,且焊接性能优良.     

双丝脉冲MIG/MAG焊的研究现状和发展方向

对国内外近十多年来双丝脉冲MIG/MAG焊的研究现状进行了分析,从其焊接具有熔敷速度快、飞溅小、焊接质量高等优点以及控制方法几个方面进行了较为详细的介绍,并对双丝脉冲焊技术的发展趋势作了进一步的展望.     

Assessment of controlled short-circuiting application in filling passes with MIG/MAG double-wire process

In this work, a technical–economic assessment of the double-wire MIG/MAG welding process was carried out for flat-position welding of filler passes, employing controlled short-circuiting (CSC) operating mode in the trailing wire, as a way of improving control of the molten pool and reducing splashes. The assessment was based on a comparative study between the conventional double-wire MIG/MAG technique (using pulsed current in both wires) and a combination of pulsed current in the leading wire and CSC in the trailing wire. The following were kept constant: the values of average current for each wire, the volume of material deposited per unit length of weld, the type and size of the bevel and the wire, the composition of the shielding gas and the CTWD. The surface finish and geometry of the weld beads, deposition rate and deposition efficiency and the maximum welding speeds resulting from the use of each technique were assessed. The results show that the use of the CSC mode in the trailing arc increases the production capacity of the process slightly, leads to less splashing, improves the finish of the bead, produces smaller fusion zone and smaller HAZ and yet maintains a similar operational envelope (with respect to the range of useful welding speeds), which are positive factors. On the other hand, as a disadvantage, the use of CSC led to beads that are more convex and have less penetration.     

低功率YAG激光-MAG电弧复合焊接不锈钢

以0Cr18Ni9Ti不锈钢钢板为试验材料,研究了低功率脉冲YAG激光-脉冲MAG电弧复合热源和单脉冲MAG焊接不锈钢.结果表明,低功率脉冲YAG激光-脉冲MAG电弧复合热源同样具有大功率激光-电弧复合焊接才有的增加熔深、提高焊接速度、稳定焊接过程等优点;低功率脉冲YAG激光的加入改变了电弧形态,电弧根部被吸引和压缩现象显著,提高了能量利用率;与单脉冲MAG堆焊相比,在相同焊接速度下复合焊最大能增加熔深1.3倍,在相同熔深下复合焊的焊接速度可以提高50%;复合焊焊缝的晶粒较单MAG焊缝中的晶粒细小,其焊缝抗拉强度比单MAG的好,断裂属于延性断裂.     

基于双MCU的脉冲MIG焊数字化焊机

根据数字化焊机的发展现状,采用双MCU实现对脉冲MIG焊的控制。主电路采用半桥式IGBT逆变方式,控制系统采用双机控制：焊接电源的MCU控制系统主要包括焊接过程的输出特性控制、时序控制、焊接参数的实时采集、实时控制,而送丝机的MCU实现参数的预置并与主机通信实现现场信息显示和对送丝速度的精确调节。     

全数字控制I/I模式三闭环脉冲MIG焊

提出了一种基于DSP控制的全数字脉冲MIG/MAG控制方法,即自适应电压补偿控制技术的I/I法,该方法可以保证熔滴为一脉一滴过渡.根据送丝速度优先,建立不同材料和丝径的焊接数据库,每个脉冲周期都检测弧长的变化并及时调整熔化能量,同时采用干伸长实时补偿技术以维持弧长恒定.分析了该方法调节原理并建立三闭环系统控制框图.样机试验结果表明,所提出的方法是可行的,具有通用性,在干伸长变化时能够实现等弧长控制,焊接过程稳定,焊缝成形美观.     

交流MAG焊接电弧稳定性及其控制

介绍了一种新型交流ＭＡＧ焊接电弧稳定性及其控制的研究成果,提出了一种崭新的双凹电流波形,解决了ＭＡＧ焊交流电弧稳定这个一直很难解决的问题,对交流脉冲ＭＡＧ焊接电弧稳定性进行了较为系统的研究表明,脉冲参数是影响电弧稳定和实现合理的最主要因素,保护气体成分和流量、稳弧剂也是重要的影响因素。经过精收配置焊接参数的交流脉冲ＭＡＦＧ焊接法能实现电弧稳定并具有较合理的熔滴过渡形式,是一种具有重要应用前景的焊接     

双丝脉冲MAG焊两种电流相位关系的焊接行为分析

基于高速摄像和电信号分析系统,采集了一定焊接工艺参数下高速脉冲双丝MAG焊接过程的电信号,并对焊接过程中的熔滴过渡方式以及电弧形态进行了高速摄像观察.结果表明,前丝、后丝脉冲电流交替变化时,前丝、后丝电弧形态分别为单丝工作时的钟罩形,显示前后丝电弧间基本没有影响;当前丝、后丝脉冲电流同步变化时,前后丝电弧合并为一个寿桃形电弧,分析指出前后丝电弧形态彼此间的吸引力是造成电弧形态合并的根本原因.不同脉冲电流频率下的焊缝显示,双丝脉冲MAG焊接过程中,前丝、后丝脉冲电流同步变化时,焊缝成形较好,但焊接过程声音较大并伴随较大烟尘;前丝、后丝脉冲电流交替变化时,焊缝成形一般,焊接过程声音柔和且产生较少烟尘.