CO2焊不同过渡形态下电流信号的近似熵分析

介绍了非线性参量近似熵的理论及算法,提出由近似熵的角度分析CO2焊不同过渡形态下稳定性的思想.在合适的参数匹配条件下,逐渐增大送丝速度,使过渡过程依次出现稳定的短路过渡、瞬时短路过渡以及潜弧过渡时,通过计算其电流信号的近似熵大小及方差来研究CO2焊过程稳定性的特征.结果表明,在不同的过渡形态下,近似熵可作为焊接过程稳定性的评判标准,即近似熵越大、方差越小,焊接过程就越稳定.完善了近似熵作为稳定性评判标准的理论,促进该理论进一步的应用.     

近似熵与熔滴过渡频率对表征CO2焊短路过渡过程稳定性的不同影响

基于不同电弧电压、气体流量、焊接速度下短路过渡CO2焊的焊接电流时间序列,利用P incus算法,评估了焊接电流的近似熵,分析了近似熵与熔滴过渡频率对表征焊接过程稳定性的不同影响.试验与数值分析证明在上述三种工艺条件下近似熵越大,焊接过程的稳定程度越高,然而熔滴过渡频率与焊接过程的稳定性变化趋势难以取得一致,因此焊接电流近似熵比熔滴短路过渡频率更为准确地刻画了焊接过程稳定性的动态变化,用于定量表征焊接系统的稳定性时优于熔滴过渡频率.     

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.     

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。     

基于非线性近似熵的磁控埋弧焊电弧稳定性分析

介绍了磁控埋弧焊的工作原理,依据近似熵的基本原理与算法,从非线性的角度去分析磁控埋弧焊的电弧稳定性,在满足焊接参数匹配的前提下,通过对采集到的焊接电流的信号进行近似熵计算和比较,表明非线性近似熵可以作为磁控埋弧焊的电弧稳定性的评判标准.近似熵越大,波动越小,磁控电弧就越稳定.     

基于近似熵铝合金脉冲MIG焊过程稳定性分析

为确定铝合金脉冲MIG(P-MIG)焊过程稳定性,根据近似熵的理论,对铝合金脉冲MIG焊中的电压信号进行近似熵分析,通过对不同焊接速度、送丝速度与占空比的焊接工艺参数下的电压信号近似熵的计算与比较.结果表明,利用电弧电压信号的近似熵分析可以衡量铝合金脉冲MIG焊接过程稳定性,平均近似熵值小,标准方差小,其焊接过程比较稳定;平均近似熵值大,标准方差大,其焊接过程不稳定.     

不锈钢药芯焊丝立焊性的分析与评价

利用汉诺威分析仪对4种不同配方的不锈钢药芯焊丝的立焊性能进行了电弧参数测试,分析焊接电流、电弧电压、短路时间的概率密度分布及它们的均方差与电弧稳定性和熔滴过渡的关系.结果表明,焊接电流、电弧电压及短路时间t1的均方差越小,有效短路过渡次数的比率越大,则焊丝熔滴短路过渡的均匀性和稳定性越好,飞溅也越小,立焊效果越好,对药...     

CO2焊短路过渡过程的同步多信息分析及试验

采用高速摄像技术记录CO2焊的高速变化的短路过渡物理过程，利用计算机数据采集系统通过传感器采集多路信息，成功的实现了焊接电弧及熔滴过渡影像与电弧电压和焊接电流波形的同步控制，通过对照分析高速摄像所拍的影像和电信号检测法所得的波形关系，获得了所反映的焊接短路过渡过程信息，分析了CO2焊短路过渡过程的物理特征，提出了CO2焊短路过渡过程的不同阶段的合理控制方案，依此方案进行波控实验。实验结果显示，飞溅减少，焊缝成形改善。     

基于焊丝干伸长传感的焊矩高度实时控制系统

根据焊丝干伸长传感器的特点 ,建立了以MOTOROLAMC6 8HC11A1单片机为主控CPU的波控短路过渡CO2 焊接焊矩高度实时跟踪控制系统。通过对短路期间焊丝干伸长的实时检测与处理 ,采用合理的控制系统结构 ,实现了短路过渡CO2 焊接焊矩高度实时而精确的控制。并在不同的条件下 ,对控制系统的性能进行了试验研究 ,试验结果表明 ,系统的稳态和动态性能良好 ,可以实现不同倾斜角度、不同送丝速度和不同焊接速度下焊矩高度的实时跟踪控制。焊矩高度实时控制的实现 ,保证了焊接过程的稳定性 ,改善了焊接质量     

基于LabVIEW的短路过渡过程的检测与分析系统

以CO2气体保护焊的焊接电流、电孤电压为信号源,开发了一套基于LabVIEW的CO2焊接短路过渡过程电孤信号的检测与分析系统.该系统可以完成对CO2气体保护焊的熔滴短路过渡过程电信号的分析,为焊接质量的检测、分析提供了一定的依据,同时也能确定合理的工艺参数,改善控制系统,对获得高质量的焊接接头和高性能焊接电源的研制有着重要意义.     

CO2弧焊电流波形的多参数自寻优智能控制

研究并提出了一种CO2气体保护焊电流波形的多参数自寻优智能控制法,电流波形的模糊寻优计及弧焊过程特征参数的综合影响,并在表征短路过渡综合性能的特征综合值作为弧焊过程定量评价和目标实时寻优的函数。在波控参数基值的基础上,基于综合性能寻优过程采用三级模糊调节算法,对电流波形参数分步调节寻优。该法实际上将双输入三输出式的波控参数模糊控制系统化为多路,开关性的双输入单输出式的模糊控制,通过短路及燃弧初始阶段的电流波形控制参数的模糊自寻优,逐步使波控参数和焊接规范参数达到和谐匹配,以实现焊接过程熔滴的稳定可控过渡,改善焊接过程的综合性能。     

电压近似熵-SVM铝合金双丝PMIG焊过程稳定性评价

提出了弧压信号近似熵-支持向量机（support vector machine，SVM）算法来评价铝合金双丝脉冲熔化极惰性气体保护（pulse metal insert gas，PMIG）焊焊接过程稳定性，并经试验验证该方法具有可行性和一定的可靠性.铝合金双丝PMIG焊电流、电压信号近似熵值越大对应焊接过程越不稳定，且相比于电流近似熵值，电压近似熵值能更加明确的表现焊接过程稳定性的差异，所以选取电压近似熵值进行SVM分类.结果表明，文中数据情况下，训练数据集在20%以上时分类准确率均在90%以上，且训练数据越充足分类结果越准确.     

Simulation of droplet transfer process and current waveform control of CO_2 arc welding

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣＯ2 ｓｈｉｅｌｄｅｄａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ,ｌｏｗｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ,ｌｅｓｓｈｙｄｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｈｉｇｈａｎｔｉ ｏｘ ｉｄａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙ .Ｔｈｅｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔｔｒａｎｓｆｅｒｉｓａｍａｉｎｆｏｒｍｉｎＣＯ2 ａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ ,ｂｕｔｉｔｈａｓｔｏｏｍｕｃｈｓｐａｔｔｅｒｉｎｇ ,ａｎｄｕｎｓａｔｉｓｆ…     

An analysis of the dynamic resistance and the instantaneous energy of the CO2 arc welding process

A self-developed welding dynamic arc wavelet analyzer was adopted to analyze and assess the welding process of two CO2 arc welding machines. The experimental results indicate that the instantaneous energy can reflect the influence of the welding current and voltage on dynamic arc characteristic synthetically. Through calculating and analyzing the instantaneous energy, the energy during arc ignition and short circuit in CO2 welding process can be confirmed rationally, thus the foundation for the accurate design and control of the welding current and voltage can be provided. By reducing the ripple disturbance of the dynamic resistance, avoiding peak current and voltage waveform,and enhancing the transition frequency of short circuit suitably, the stability of the welding arc and the weld appearance can be improved.     

CO2焊机智能波形控制器的研究

研制了智能型的ＣＯ２焊波控器,其波控电路是与焊接电弧并联的ＩＧＢＴ分流开关电路。此电路在微机系统实时控制下,能对ＣＯ２焊短路电流进行局部削波,起到定量控制短路电流波形的作用。本文对智能波控器的工作过程、波控规律及主要控制参数进行了深入分析,并提出了ＣＯ２焊熔滴短路过渡末期和重新燃弧初期进行组合波控的智能波控模式。     

波形控制逆变CO2瓣接电源的可靠性研究

针对采用电流波形控制的IGBT逆变CO2焊接电源的可靠性问题，从电源的主电路、控制电路、短路状态检测以及软件设计等方面进行了探讨和研究。试验研究表明，所提出的解决措施，使波形控制电源的综合性能得到明显改善和提高。焊接过程飞溅进一步降低。     

IGBT逆变式波形控制CO2弧焊电源的研究

本文针对ＩＧＢＴ弧焊逆变器，提出并实现了适于短路过渡ＣＯ_２气体保护焊的输出波形控制方法。对焊接电弧参数实时采样以及工艺试验均表明，所研制的逆变式波控ＣＯ_２弧焊电源对减小金属飞溅和改善焊缝成型均有明显效果。     

CO2气体保护焊的新型全数字化波形控制技术

对于逆变弧焊电源,采用基于 DSP 的全数字控制策略.针对短路过渡 CO2 气体保护焊特点,提出了准恒压全数字化新型波形控制策略,不再根据输出电压区分短路和燃弧过程,使得短路和燃弧过程过渡自然,适应于所有的焊接工艺,提高了系统的适应性.同时在短路初期采用瞬态电流抑制技术减少了飞溅,建立了包含实时燃弧能量补充机制的全数字化电压电流瞬时反馈的全数字三闭环控制模型.结果表明,所提出的全数字化软开关控制策略灵活、可靠;所采用的数字波形控制技术适应性好、灵活、焊接过程稳定、焊缝成形优良.

Abstract：

According to the characteristics of short circuit transfer of CO2 gas metal arc welding, a novel full digital waveform control scheme called quasi-constant voltage control is presented for inverter type arc welding power based on DSP. Short circuit and arc ignition process are not judged according to the output voltage and transfer process between them is smooth. The strategy is also applied to all welding conditions. Initial current at the instant of short-circuit is suppressed to reduce spatter generation. A triple closed loop control model including real time energy compensation for the arc state based on instantaneous voltage and current feedback control is estabhshed. Flexibility and reliability of the proposed fully digitalized softswitching control strategy is validated by experimental results of 400 A welding machine. The experimental results show that proposed digital waveform control scheme is applicable for different wire feeding speed conditions, and the welding process is stable and the welding bead appearance is good.