250A变极性电源的研制

变极性电源是一种先进的用于铝合金ＴＩＧ焊电源，它是正负半波电流时间、幅值都可以独立调节的不对称方波电源。本文研制成功的２５０Ａ变极性电源，电路结构采用两级逆变，前级为全桥逆变恒流源，后级为二次逆变桥形式，利用计算机进行输出波形和参数控制。电源中功率开关器件为绝缘栅双极晶体管－ＩＧＢＴ。联机试验表明此电源设计合理可靠。换相时需要的稳弧脉冲由电路结构本身产生，其幅值和相位都满足工艺要求，在小电流１５Ａ     

发展中的变极性焊接电源技术

变极性电源是一种用于铝合金焊接的新型焊接电源，其焊接电流频率和正负半波电流幅值，时间比可以分别独立调节，输出电源过零极快，因此电弧稳定性得到大大改善。在保证阴极清理作用的前提下，可以最大限度地减少钨极的烧损。目前主要应用于TIG焊和PAW焊中，和焊接铝及铝合金。随着电弧信息测控技术的不断进步，将加深对变极性焊接过程的认识，促进变极性焊接电源的发展和应用。     

铝合金TIG焊变极性电源

本文介绍一种铝合金ＴＩＧ焊用变极性电源，电源电晶体管可控恒电源和Ｈ桥式ＩＧＢＴ管逆变器两大部分组成。电源正负半波的电流幅值和时间均可任意调节，采用特殊设计的模拟式晶体管电源，晶体管组所需功率仅为常规１／３。电源空载电压仅为４０Ｖ，但在焊接过程中无需外加稳弧脉冲，特别是在小电流时仍能保证焊接过程稳定。     

VPPA焊接的焊缝成形稳定性控制的研究现状

变极性等离子孤焊的优点在于能够灵活调节特征工艺参数,如电流频率、正负半波电流幅值及时间比,以满足铝合金焊接时的阴极清理和实现小孔焊接的要求.因此,在航空航天铝合金结构的焊接中获得了广泛的应用.主要介绍了该焊接方法在焊缝成形稳定性控制方面的研究现状,主要分为预置参数开环控制方式、实时检测闭环控制方式和多参数信息融合反馈控...     

微束等离子弧焊变极性电源

介绍了微束等离子弧焊变极性电源的工作原理,研制的电源不人有电流极性比可调和方波交流频率可调的功能,而且还具有正、负半波电流幅值独立可调和交流载波焊接的功能,输出焊接电流２～６０Ａ,适合地铝合金薄板的焊接。     

变极性焊接电源的发展

变极性焊接电源是一种用于铝及其合金焊接的新型电源。论文讨论了目前获得不对称方波交流电流的各种方法，介绍了双逆变式变极性焊接电源的主电路、控制电路及其工作原理。认为双逆变式变极性电源是目前铝合金焊接最理想的电源之一。     

微机控制的变极性TIG焊电源的研制

开发了一套变极性TIG焊电源的微机控制系统,通过调节输出电流的正负半波的时间、幅值获得不对称方波,同时对硬件电路原理和软件模块化结构的设计进行了分析和讨论。试验结果表明,焊机设计合理,输出电流的波形可控,完全能够满足铝合金TIG焊的工艺要求。     

基于DSP数字控制技术的双逆变弧焊电源

设计了一种采用两级逆变的变极性焊接电源,主电路分别采用移相全桥软开关技术和新型半桥式逆变技术.以单片机80C196KC作为控制系统的核心器件,采用PI控制实现了一次逆变闭环恒流控制;通过设定输出频率、正负半波幅值和占空比等参数实施输出二次逆变波形控制.试验结果表明,电源设计合理,输出波形可控,完全能够满足铝合金TIG焊...     

薄板铝合金脉冲交流TIG焊工艺

采用双逆变脉冲交流TIG焊机对薄板铝合金的焊接工艺进行了研究，探讨了脉冲电流幅值、EP半波时间、脉冲电流频率对焊接工艺的影响。脉冲电流幅值和EP半波时间对铝合金表面氧化膜的清理有重要影响，在焊接薄板铝合金时应采用较低的脉冲频率。采用合适的焊接规范参数，容易实现焊缝成形的控制，并能获得较好的焊接质量。     

变极性等离子弧焊研究进展

变极性等离子弧焊的优点在于能够灵活调节特征工艺参数如电流频率、正负半波电流幅值及导通时间比，以满足铝合金焊接时的阴极清理和形成穿孔焊。介绍了国内外在实现变极性电流波形、电弧稳定性、阴极清理机理、小孔信号检测等方面的研究现状。指出保证前后级同步是双逆变电路形式的技术关键，双通道形式可克服主、维弧干涉并降低钨电极烧损。溅射、电介质击穿及瞬时熔化和蒸发是目前解释阴极清理机理的主要理论，重要的是工艺参数对清理的影响规律。近年来又出现了几种新的小孔检测方法，而正面检测及多传感信息融合仍是其主要发展方向。     

基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源研制

SiC功率器件具备开关速度快、开关损耗低、导通损耗小等优点,有利于进一步提升焊接电源的逆变频率、响应速度,实现电弧能量的精密化控制. 设计了一套脉冲变极性逆变焊接电源,主电路采用双逆变结构,前级高频逆变电路采用SiC模块,后级低频调制逆变电路采用绝缘栅双极型晶体管 IGBT模块;设计了SiC模块驱动电路,实现了快速短路保护及米勒钳位;设计了基于ARM的全数字化控制系统,实现了PWM (pulse width modulation)以及输出电流波形的数字化控制.研制的脉冲变极性焊接电源逆变频率达到100 kHz,额定输出电流为500 A,可实现规整的脉冲变极性波形输出.结果表明,研制的基于SiC模块的脉冲变极性焊接电源能够实现稳定的焊接流程,可通过波形参数的调整有效控制焊接热输入量,获得良好的镁合金焊缝成形.     

2A14-T6铝合金复合超高频脉冲方波变极性GTAW焊缝成形特征

以2A14－T6高强铝合金为对象,借助焊缝成形参数来评价复合超高频脉冲方波变极性钨极氩弧焊（HPVP-GTAW）焊缝成形的特征,研究了HPVP—GTAW过程中超高频脉冲方波电流参数对焊缝成形的影响．结果表明,与常规VP-GTAW电弧焊相比,在焊接过程中加入超高频脉冲方波电流可以提高焊缝熔透率,改善焊缝成形;在脉冲电流幅值和占空比一定时,脉冲电流频率对HPVP－GTAW焊缝成形影响显著;正极性持续期间有效电流保持基本一致（变化范围±5A）条件下,在一定范围内提高脉冲电流频率,增加脉冲电流幅值,同时减小占空比,可明显提高铝合金HPVP－GTAW焊缝的熔透率．     

2219-T87高强铝合金复合超高频脉冲方波VP-GTAW焊缝成形特征

采用平板堆焊工艺进行2219-T87高强铝合金焊接,研究了复合超高频脉冲方波变极性钨极氩弧焊接(HPVP-GTAW)过程中超高频脉冲方波电流特征参数对焊缝熔透成形的影响.结果表明,在正极性有效电流保持基本一致(变化范围±5 A)条件下,与常规VP-GTAW电弧焊接相比,超高频脉冲方波电流的加入可提高2219-T87铝合金焊缝的熔透率,焊缝熔透率增加20%以上;脉冲电流频率对焊缝熔透率有明显影响;在一定范围内增加脉冲电流幅值,减小占空比,可显著提高焊缝熔透率,脉冲电流幅值100 A和占空比20%时,焊缝熔透率增加75%以上.     

A novel ultrafast-convert hybrid pulse square-wave VP-GTAW process for aluminum alloys

A novel ultrafast-convert hybrid pulse square-wave variable polarity arc welding power source was developed.The variable polarity current which crossed zero with no dead time possessed the ultrafast converting speed and the series of ultrasonic pulse current were superimposed in the positive polarity current duration.A high-efficiency hybrid pulse variable polarity gas tungsten arc welding (HPVP-GTAW) process for aluminum alloys was achieved.With X-ray inspeetion,microstructure analysis,tensile tests and scanning electron microscopy (SEM) for fracture surface,the square butt welding characteristics of 5A06,2AI4 and 2219 aluminum alloys were tested,respectively.Experimental results show that microstructure and mechanical properties of these aluminum alloy welded joints are influenced significantly by the introduction of ultrasonic pulse current.The weld quality is improved predominantly by the novel HPVP-GTA W process.     

VPTIG焊接电流参数对电弧形态及焊缝质量的影响

采用高速录像系统、记忆示波器同步实时采集变极性氩弧（VFFIG）焊接电流、电弧形态信息，比较分析了VFFIG焊接电流频率、直流电极接负（DCEN）时间和直流电极接正（DCEP）时间、DCEN及DCEP电流幅值5个参数对电弧形态及焊缝质量的影响。结果表明，通过调节以上5个参数，可以控制电弧形态、电弧力及焊接热输入，从而控制熔深及焊缝正反面成形；控制焊缝两侧清理区宽度；减少钨极烧损。采用平板对接低频脉冲调制铝合金VFFIG焊接工艺，单道焊熔深可达6min，焊缝成形良好、质量可靠。     

铝合金脉冲变极性等离子弧焊接工艺

研发了一种单电源双脉冲混合调制VPPA(variable polarity plasma arc,VPPA)焊接系统,在典型VPPA焊接基础上加入高低频调制脉冲,可输出1~5 kHz高频脉冲,1~2 Hz低频脉冲及高低频混合脉冲. 以3003铝合金为试验对象,采用脉冲VPPA焊接方法,对其进行焊接试验,并通过焊接接头拉伸性能测试、显微相组织分析及断口扫描电镜等手段对铝合金的焊接质量和接头性能进行了分析. 结果表明,由于高低频混合脉冲电流的周期性变化,对熔池产生搅拌、冲击作用,从而提高了焊接接头抗拉强度,细化焊缝晶粒组织,断口韧窝趋于均匀且密度增加,提高了铝合金焊缝质量.     

变极性TIG焊接电源功率因数校正控制策略

对变极性TIG焊电源的输出功率进行研究,发现其输出功率随变极性周期和占空比变化而变化,EP（钨极接正）时的功率远大于EN（钨极接负）时的功率.这种周期性变化输出功率会导致弧焊电源周期性地从电网抽取能量.当采用常规的PFC（功率因数校正）电路和控制策略也会给输入电流带来奇次谐波、偶次谐波、间谐波、直流分量、三相不平衡等＂...     

新型超快变换复合脉冲变极性弧焊电源拓扑

研究开发了一种超快变换复合高频脉冲方波电流变极性电源的主电路拓扑结构.整体结构分为前后两级,前级两套相互独立的直流电源分别提供基值电流和复合脉冲电流,高频直流脉冲切换电路与后级桥式电流极性变换电路共同将直流电流转换为过零无死区时间并具有多种输出波形形式的复合高频脉冲变极性方波电流,辅助并联吸收保护电路能够保证系统的可靠性和安全性.铝合金TIG焊接试验结果表明,电路可输出具有快速电流上升沿和下降沿变化速率的复合高频脉冲变极性方波电流,可满足高强高效变极性电弧焊接工艺的需要.