双丝旁路耦合电弧MIG焊嵌入式控制系统设计及实现

设计并实现了双丝旁路耦合电弧MIG焊嵌入式控制系统,并进行了控制试验.控制系统包括:主控板、送丝控制板和焊接参数显示模块,系统以32位ARM7微控制器LPC2124为基础,可采集并显示焊接参数,控制旁路弧长,控制母材电流.三块电路板之间采用基于RS-485接口和Modbus协议的总线结构连接,可进行数字化通信.通过控制试验表明:该嵌入式控制系统可以对旁路电弧和母材电流进行控制,满足双丝旁路耦合电弧MIG焊的控制需求,使得焊接过程稳定进行,并得到成形良好的焊缝.     

嵌入式系统控制双丝旁路耦合电弧MIG焊

采用嵌入式系统控制双丝旁路耦合电弧MIG焊进行了控制试验,开环状态焊接,主路电弧和旁路电弧的相互影响,旁路弧长不稳定,旁路电流会发生剧烈跳变,使焊接过程不稳定,存在焊接缺陷,焊缝成形差.基于弧压反馈的过程稳定性试验表明,嵌入式系统可以实时反馈旁路弧压,调整旁路送丝速度,控制旁路弧长稳定,确保焊接过程稳定;基于电流控制的过程稳定性试验表明,嵌入式系统可实时反馈旁路电流,判断电流变化趋势,对旁路电流进行适时调整,保证母材电流稳定.采用嵌入式控制系统同时控制旁路送丝和旁路电流,可保证焊接过程稳定进行,避免产生焊接缺陷,焊缝成形良好.     

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.     

双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊“弧长-电流”双路闭环控制

针对新型双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊过程极不稳定、焊缝成形差的问题,模拟分析了焊接参数之间的影响规律,提出了通过旁路送丝速度控制旁路弧长、通过旁路电流控制母材电流的"弧长-电流"双路闭环控制方案并进行了控制模拟分析与预测.在此基础上,采用快速原型试验系统,利用Matlab/Simulink,进行了"弧长-电流"双路闭环控制焊接试验并与模拟结果进行了对比、验证与分析.结果表明,采用"弧长-电流"双路闭环控制方案,可以在有效地解决焊接过程稳定性问题的同时保证流经母材电流的稳定,并得到了成形良好的焊缝.     

双旁路耦合电弧MIG焊工艺研究

为了实现高速焊接,一方面要减小对母材的热输入和电弧压力,同时还要增大通过焊丝的焊接电流,这是一个矛盾。双旁路耦合电弧MIG焊是在常规的MIG焊枪两旁分别增加一把TIG焊枪,通过旁路电极产生旁路电弧和旁路电流,分流一部分通过母材的电流,有效降低大焊接电流时的电弧压力,避免高速焊时焊缝成形缺陷的产生,较好解决了这一矛盾。进行了双旁路耦合电弧MIG焊(DB-MIG)工艺试验的研究。通过大量的焊接工艺实验,找到了合理的焊枪组合的几何参数。实验结果证明,该方法与常规MIG焊相比,在相同的焊接规范下,能够提高焊接速度,实现了高速焊接。     

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.     

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.     

镀锌板单旁路耦合电弧GMAW高速焊接方法

为了解决镀锌板上锌层易受热烧损,无法使用大电流MIG焊接方法进行高速焊接的问题,采用了一种低热输入高效率的焊接方法——单旁路耦合电弧GMAW(DE-GMAW)用于镀锌板的焊接。搭建了该焊接方法的试验平台,对镀锌板堆焊和搭接接头的高速焊接方法进行试验研究。结果表明,通过调整旁路电流值,单旁路耦合电弧GMAW方法降低了镀锌板上的焊接热输入,并可以在大电流和高焊速的条件下实现镀锌板堆焊和搭接接头的焊接,所得焊缝成形良好,母材变形小,焊接过程稳定无飞溅。焊后镀锌层的烧损与同等热输入条件下的普通MIG焊相比明显降低,保证了镀锌板焊后的耐腐蚀性能。     

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。     

双丝MIG焊焊缝成形试验研究

为了研究双丝焊焊接效果的影响机理,利用高速摄像和电信号结合的方法,观察了双丝脉冲MIG焊的熔滴过渡,研究了熔滴过渡的特点;针对双丝MIG焊高熔敷效率的特点,对不同焊接参数下单丝焊和双丝脉冲MIG焊的熔敷速度和焊缝成形进行了对比分析.试验结果表明,采用脉冲喷射过渡方式,可获得稳定的双丝MIG焊接过程,在相同焊接质量的条件下,双丝焊的熔敷效率和焊接速度明显高于单丝焊,焊缝成形系数更好,同时减小了由于高速焊接造成的焊缝咬边的倾向,而且试验所测的焊缝宽度,与预测焊缝宽度的三维模拟方程的模拟值基本一致.     

双熔化极旁路电弧焊控制系统控制器快速原型实现

在介绍了双熔化极旁路电弧焊这种高效的焊接方法基础上,采用了基于xPC实时目标环境,建立了双熔化极旁路电弧焊实时目标的硬件平台,运用Matlab/Simulink工具开发了双熔化极旁路电弧焊控制系统的快速原型,并进行了不同控制器下的焊接特性及工艺方面的试验研究.结果表明,模糊控制器的控制效果优于九点控制器,且快速原型控制系统具有很好的快速响应性能,能较好地实现双熔化极旁路电弧焊过程稳定焊接,焊缝成形美观、飞溅小.     

基于混合信号FPGA的脉冲MIG焊接电源数字控制系统

针对脉冲MIG焊中采用模拟电路控制方法时可靠性差、精度低、灵活性差、部分工艺区间的工艺效果不理想等缺点,设计了基于混合信号FPGA的数字控制系统,采用变基值时间的弧长控制策略,实现了脉冲电流的输出与焊接孤长的稳定控制.焊接结果表明,所设计的基于混合信号FPGA的脉冲MIG焊接电源系统动态响应快、可靠性高,焊接过程弧长稳定,焊缝质量较高.     

保护气体成分对双丝旁路耦合电弧GMAW旁路熔滴过渡形式的影响

双丝旁路耦合电弧GMAW的旁路焊枪选择了正极性接法即焊丝接电源负极,旁路熔滴仅依靠重力向熔池过渡,旁路熔滴尺寸较大且过渡过程并不稳定.针对这一问题,采用已建立的双丝旁路耦合电弧焊接过程信号控制与高速摄像采集系统,采集了纯氩气保护时旁路熔滴过渡形式,并分析了旁路熔滴尺寸较大且过渡过程不稳定的原因.在此基础上,采用80% Ar+20% CO₂为保护气体进行了焊接试验.结果表明,焊接过程中,保护气体中的O元素在旁路熔滴表面形成了氧化膜,旁路电弧在旁路熔滴表面的氧化膜上稳定燃烧,从而使电磁收缩力重新作用在旁路熔滴上并促进旁路熔滴向熔池过渡,因此焊接过程中旁路熔滴尺寸明显减小,熔滴过渡过程更加稳定.     

MIG单面焊双面成形的闭环自动控制

采用硅光电三极管作为传感器,研制成了一种MIG焊熔深自控系统,实现了单面焊双面成形的工艺。文章讨论了MIG电弧下焊接熔池的熔透特点,提出了双门限脉动送丝的控制方案,从而使系统能对MIG电弧能量进行快速调整。本文的研究成果可应用于压力容器等封底焊的自动化过程。     

Correction factor based double model fuzzy logic control strategy of arc voltage in pulsed MIG welding

0Introduction Improvedstabilityofweldingarclengthhasbecome increasinglyimportantforhigherweldingquality.Thesta bilityofweldingarclengthisdependentontwoaspects: oneistheintrinsicself adjustmentofarc,anotheristhe effectoftheweldingconditionparametersandthe…     

微机控制IGBT逆变式脉冲MIG焊电源的研究

建立了微机控制和ＩＧＢＴ逆变式脉冲ＭＩＧ焊电源系统,实现了ＭＩＧ焊接过程弧压自适应闭环控制。实验表明,该系统对弧长扰动有较强的适应能力,可在深坡口中稳定焊接。     

YAG激光与脉冲MIG复合焊接

研究了YAG(掺钕钇铝石榴石 ,Nd 3:Y3Al5O1 2 )激光与脉冲MIG电弧复合焊接铝合金的新工艺 ,设计制造了复合焊接机头 ,探讨了各种规范参数对焊缝成形的影响规律及激光与电弧的复合作用。结果表明 ,在比较宽的参数范围内YAG激光 -脉冲MIG复合焊接铝合金焊缝成形美观 ,无气孔等缺陷 ,熔深与激光单独焊比增加 4倍 ,与脉冲MIG焊接比增加 1倍以上 ,焊速显著提高 ,是一种理想的焊接工艺。     

TIG焊电弧辅助MIG焊引弧过程分析与机理探讨

在TIG-MIG复合焊中,先引燃的TIG焊电弧能够辅助MIG焊实现非接触引弧,且在整个非接触引弧过程中不产生焊接飞溅. 利用电信号与高速摄像同步采集系统获取MIG焊引弧过程的电弧电压、焊接电流和电弧图像,研究了先引燃的TIG焊电弧及其参数变化对MIG焊引弧过程及引弧方式的影响. 结果表明,细长放电通道形成于MIG焊丝末端与TIG焊电弧之间是TIG焊电弧辅助MIG焊实现非接触引弧的关键;TIG焊电弧辅助MIG焊实现非接触引弧对TIG焊接参数的变化具有良好的适应性. 此外,基于气体间隙击穿的流注理论,探讨了细长放电通道的形成过程,揭示了TIG焊电弧辅助MIG焊实现非接触引弧的机理.     

逆变式MIG／MAG焊接电源研究

为了充分提高机器人MIG／MAG焊接性能．对于短路过渡焊，有必要将焊接过程分为引孤期和焊接期。在引弧期中充分提高电源响应速度，力求提高引弧成功率和快速建立稳定弧长。在焊接期中采用复合外特性和电子电抗器以提高焊接稳定性和抑制飞溅。其研究结果已用于NZM-400孤焊机器人MIG／MAG焊接系统中。