水下湿法焊条电弧焊接过程稳定性评价

焊接电参数(电弧电压、焊接电流)包含着丰富的焊接过程信息.针对水下湿法焊条电弧焊工艺,在不同焊接工艺条件(不同水深、不同焊条)时在线采集焊接电弧电压瞬时值,然后对其进行统计处理.利用电弧电压标准差σU以及电弧电压瞬时值与电弧电压平均值差值H的频率对比和焊接过程稳定性指数W相结合的方式,对水下湿法焊条电弧焊接过程的稳定性进行直观分析和定量评价.结果表明,利用W可以很好地识别不同焊接过程的稳定性,为水下焊接工艺稳定控制提供了新的方法,具有重要的理论意义.     

基于LabVIEW的焊接过程多信息分析平台

基于焊接多信息同步采集系统,采用LabVIEW图形化语言,以熔化极气保焊的焊接电流、电弧电压、电弧光谱为信号源,构建了包括电信号参数设置、电信号数据分析模块、光信号参数设置与自动选择、光信号数据分析的焊接过程多信息分析平台。可实时显示焊接电流波形、电弧电压波形、电弧辐射光谱等;系统还通过数据分析处理得到U-I相图、焊接电流和电弧电压概率密度、短路时间频次图、电弧辐射光强与波长对应图、计算焊接温度的玻尔兹曼图等,通过上述信息分析,检测电弧状态和信息,可用于焊接过程诊断和焊接电弧物理研究等。     

变极性TIG焊接电弧多信息测试分析系统

以研制的变极性TIG焊接电源为实验平台,采用记忆示波器、高速摄像救、光谱分析仪、焊接电弧动态分析仪,建立起变极性TIG焊接电弧多信息测试分析系统,同时采集焊接电流、电弧电压、电弧形态和电弧光谱等重要信息。并基于Visual C-语言开发的软件系统对采集的各种信息进行融合及分析。     

CO_2气体保护焊——CO_2气体保护焊工艺(三)

要获得优质的焊接接头,除了要有合适的焊接电源外,还要有合适的焊接材料和制定合适的焊接工艺。焊接规范参数的选择焊接规范参数主要有:极性、焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝直径、焊丝伸出长度、电感、气体流量等。这些规范参数对焊接过程的稳定性、焊接质量及焊接生产率,都有不同程度的影     

SACTIG与VPTIG电弧稳定性的对比分析(二)

利用高速录像系统、焊接电弧测试分析仪同步实时采集正弦交流TIG(SACTIG)和变极性TIG(VPTIG)焊接电流、电弧电压、电弧形态信息,以再引弧过程中两电极空间气体的平均电导变化率为判据,建立了VPTIG电弧稳定性数学模型;比较分析了SACTIG与VPTIG焊接电流过零期间,焊接电弧稳定性与相关电学参数之间的关系.试验表明,VPTIG与SACTIG电弧本质上同属ACTIG电弧,虽然两者相关电学参数对电弧稳定性影响的规律方面是一致的;但是VPTIG与SACTIG电弧在产热、散热、极性转变特性、焊接电源空载电压、焊接电流波形等方面存在差别,两者电弧稳定性表现出许多不同特点.VPTIG和SACTIG焊接电弧稳定性分别随VPTIG焊接电源施加在两电极之间空载电压的上升斜率和SACTIG电源空载电压频率增大而提高;再引弧电压Ur越高电弧越不稳定;焊接电源空载电压越高电弧越稳定;焊接电流越大电弧越稳定.     

变极性TIG焊接电弧稳定性分析

通过对变极性TIG焊接电弧稳定性试验研究,发现小电流电弧极性切换时容易引起熄弧.同时,电弧等效电阻的变化导致严重的换向冲击.原因是:电路的等效电容、电感引起小电流换向速度慢,电弧等效电阻变小引起换向冲击.通过二次主电路加耦合电感,以及在电弧极性切换时,采用变参数PI控制与超前控制的软件控制策略,有效解决了变极性TIG焊...     

L—C串联型交流稳弧系统的分析与应用

在有电弧的交流回路中,当焊接电流过零反向时,存在瞬时的电弧电压间断并反向,这时电弧电流的变化率下降。据此,如焊接回路中串联接入电感和电容,当电弧电流过零时,电感电压发生瞬时跌落,在临界状态下降到零,此时,电容上的电压不能突变,它与电源电压相叠加,施加于电弧间隙,获得相位自动跟踪的稳弧脉冲。在普通焊接电源空载电压的条件下,保证各类交流电弧的稳定连续燃烧。本文建立了L—C串联型交流电弧电路的电弧稳定连续燃烧条件;提出了合理的规范调节方案及参数配合关系;在理论分析的基础上,研制成功了L—C稳弧型交流钨极氩弧焊机。经考核证明,该系统工作稳定,适用范围宽广,结构简单,维护方便,是一种很有推广价值的新型交流稳弧系统。     

发展中的焊接电弧光谱测控技术

焊接电弧的研究是研究电弧焊中一切焊接现象和焊接过程的基础。电弧中含有丰富的光谱信息 ,研究并利用这些信息进行焊接电弧的测控是研究焊接电弧这一复杂物质的最直接最有效的方法。本文简单介绍了电弧光谱测控理论和这方面的研究情况 ,认为这一技术有着很广泛的应用前景。     

基于时频分析的CO2焊接电弧信息提取

利用Choi-Williams分布二次型时频分析方法研究CO2焊接过程所采集的电弧电压信号,获得信号的时频分布图。通过时频图像信息提取,进一步获得焊接过程特征信息,即信号的能量谱密度和瞬时频率估计。结果表明,利用Choi-Williams分布可以描述弧焊过程中电弧电压信号的时频能量分布。在时频分析基础上进行电弧信息提取,可以得到短路、断弧等物理现象的时间特征及瞬时频率信息。电弧特征信息的奇异点表现出明显不同的瞬时频率特性,以此界定电弧物理过程。     

不同水下环境介质对水下焊接电弧等离子体成分及温度的影响分析

文中通过对水下焊接电弧光谱的采集和分析,研究了清水、硼酸溶液、LiOH溶液、硼酸+LiOH混合溶液等不同介质的水环境对水下焊接电弧等离子体成分以及温度的影响,并对陆上焊接和水下焊接的电弧等离子体成分和温度进行对比分析.结果表明;不同的水下环境介质对水下焊接电弧等离子体成分以及温度几乎无影响.但水下焊接与陆上焊接相比,其电弧等离子体成分比陆上焊接明显增加了H和O元素.此外水下焊接过程中,由于水环境的影响,使水下焊接电弧温度低于陆上焊接.     

Experimental determination of the weld penetration evolution in keyhole plasma arc welding

Keyhole plasma arc welding experiments are conducted to measure the weld geometry and penetration at different moments during the initial phase from igniting arc to quasi-steady state. Indirect information on keyhole formation and evolution in plasma arc welding can be extracted based on the weld macrophotograph at cross section. It has laid foundation to verify the mathematical models of keyhole plasma arc welding.     

Dynamic character analysis for the arc welding power source based on fuzzy logic

A lot of experimental methods have been brought forth to assess the dynamic character of the arc welding power source, but up to now, this issue has not been solved very well. In this paper, based on the fuzzy logic reasoning method, a dynamic character assessing model for the arc welding power source was established and used to analyze the dynamic character of the welding power source. Three different types of welding machine have been tested, and the characteristic information of the electrical signals such as re-striking arc voltage, low welding current and so on of the welding process were extracted accurately by using a self-developed welding dynamic arc wavelet analyzer. The experimental results indicate that this model can be used as a new assessing method for the dynamic character of the arc welding power source.     

光谱诊断辅助水下湿法焊接等离子体成分计算

对水下湿法焊接等离子体成分的计算一直很少，文中通过搭建水下湿法焊接试验平台，对电弧光谱信息进行采集分析，根据诊断的结果及气泡成分的研究，确定了计算中所考虑的粒子. 在此基础上，通过对水下湿法焊接电弧等离子体的平衡方程的分析，基于质量作用定律，选择五种基本粒子，将其它粒子用这五种基本粒子表示，代入守恒方程组，在特定的压力和温度下计算了各个粒子的数密度，这种方法和传统的通过求解Saha方程等守恒方程组得到等离子体粒子数密度不同. 结果表明，不同温度区占据主要成分的粒子不同，对电弧等离子体产生的影响也不同，既可以为进一步研究水下湿法焊接电弧稳定性及焊接质量提供理论依据及基础，也可以和光谱信息结合进行温度计算及主要温度区间的粒子确定.     

逆变弧焊机电弧推力自适应控制系统

在焊接电流确定的条件下,引弧瞬间的焊机输出电压反映了焊接电缆长度、截面积以及连接情况等重要信息。本研究装置是基于MC68HC11单片机控制的逆变焊机电弧推力自适应的控制系统,首先通过对引弧瞬间焊机输出电压的实时检测,实现了电弧推力拐点电压随焊接电流及焊接电缆长度,截面积等改变而自动;然后通过对焊接电弧 实时检测与模糊处理控制焊机的输出电流,从而使MMA手工电弧焊的以推力控制具有很强的自适应能力。     

应用联合时频分析研究CO2焊接过程中的电信号

CO2焊接过程的电弧电压、焊接电流信号蕴含了丰富的焊接信息.利用联合时频分析对CO2焊接过程电信号进行研究,分析了短时傅里叶变换窗函数的选择对谱图的时频集聚性的影响,并选择汉宁窗获得了较好的时频集聚性.为了获得CO2焊接电信号中短路过渡的信息,尝试利用时频分析谱图对焊接试验中采集到的几组焊接电流信号进行分析,研究了其能量分布及熔滴过渡的特征,并利用联合时频分析三维谱图,对采用不同焊接参数获得的电弧电压信号进行对比.结果表明,利用联合时频分析对CO2焊接过程电信号进行分析,能够获得更多的有价值信息,该方法具有较好的研究应用前景.     

基于被动视觉的焊接过程多信息检测系统

针对焊接过程控制的要求,提出了一种基于被动视觉的焊接过程多信息检测系统,系统由工业CCD摄像机、窄带光学滤光片、计算机系统等组成,窄带滤光片以弧光较弱的950 nm为中心波长,以减少焊接过程中弧光的干扰,获得清晰的焊接图像.在焊接过程中,系统通过视觉信息对焊缝、电弧、熔池和焊丝等进行实时检测,提取电弧摆动的中心位置偏差、幅度偏差和角度偏差等多个特征参数,以此对焊枪进行控制,使得电弧的摆动中心和焊缝中心一致,摆动平面和焊缝中心垂直,摆动幅度和焊缝宽度相适应,避免了焊接过程的夹渣和未熔透等缺陷,保证了良好的焊后成形质量.     

评定CO2电弧焊电源动特性的统计分析法

熔滴短路过渡的CO2焊,其焊接过程的电信号是随机的,并且是各种电弧物理现象丰富信息的载体。对于随机信号采用统计分析方法,便于把信号化为简缩和容易理解的形式,反映整体焊接过程的情况,并提取与实际焊接效果相关的特征信息,用明确的图、表表示出来,据此可望对电源的动特性进行客观的评定。因此,本文阐述了电弧焊统计分析方法的原理,进行了CO2电弧焊电源动特性的试验研究,在此基础的统计特征信息及其特征向量。研究结果表明,当动特性发生变化时,统计特征向量中各特征信息的显著性亦按一定的规律变化,这为根据各统计特征信息的变化评定弧焊电源的动特性奠定了基础。     

基于弧压反馈的薄板GTAW智能熔透控制

薄板GTAW的熔透控制是保障其焊接质量的关键,而焊接熔透的智能传感与识别是其中的核心难题. 传统的焊缝背面直接视觉传感可以有效提取熔透控制信息,但是往往因为可达性受限而不能使用. 因此,文中对基于GTAW弧压电信号的传感焊接熔透进行研究,基于弧压反馈提取焊接熔透信号,进而调节焊接电流波形保证焊缝均匀熔透而不发生烧穿. 试验采用4 mm厚热轧钢板、3 mm厚冷轧钢板进行表面堆焊. 结果表明,在不同电流形式下堆焊试验中验证了控制原理,反馈智能调节,变散热条件以及变间隙试验均可得到较美观的焊缝.