全数字大功率交流脉冲埋弧焊接电源

为改善埋弧焊的焊接质量,结合脉冲焊接和交流焊接两者优势,提出一种交流脉冲埋弧焊焊接方法,并研制了一台大功率交流脉冲埋弧焊接电源。功率变换电路采用双主电路并联设计,可实现1 250 A交流脉冲电流输出;主电路次级采用耦合电感结构,加快交流过零点速度并提高极性切换时的电弧稳定性;搭建了以STM32F405RGT6芯片为核心的数字化控制系统,通过多特性数字均流策略实现了双主电路的可靠均流和多种电流波形的平稳输出,采用分离式增量PID算法进一步提升动态响应性能。工艺试验结果表明,在同等的焊接条件和交流参数下,交流脉冲埋弧焊比交流方波埋弧焊可获得更深的熔深、更宽的熔宽以及更细化的焊缝晶粒。     

大功率交流脉冲埋弧焊接电源波形控制策略研究

波形控制有利于改善交流埋弧焊接质量,但其对埋弧焊接电源的极性切换速度、过零点稳弧以及动态响应速度等均有着极高的要求,尤其在大电流交流脉冲埋弧焊接工况下的实现难度极大.为此,提出两种大功率交流脉冲埋弧焊接电源的优化控制策略,包括:次级逆变的临界直通策略,可加快交流输出时的极性切换速度;PI分离式控制算法,可提高焊接电源动态波形输出性能.通过模态分析和SMIULINK模型仿真方法,对所提出的优化控制策略进行了有效性分析,并将所提出的优化策略在所研制的大功率交流脉冲埋弧焊接电源系统上进行了实验验证.结果表明,提出的波形控制策略可有效提高埋弧焊接电源的极性切换速度,同时可抑制复杂波形的电流超调、稳态误差和波形震荡.     

钛合金快频脉冲柔性波形调制TIG焊接工艺

基于自主研制的Si C MOSFET快频脉冲焊接电源系统,提出一种钛合金"快频脉冲柔性波形调制"TIG焊接技术。快频脉冲焊接电源采用Si C MOSFET作为逆变功率器件,大幅提高电源的逆变频率和动态响应特性,加强高频段电弧控制效果,实现了20k Hz规整快频脉冲柔性电流波形的稳定输出。将快频脉冲柔性波形调制TIG焊技术应用于钛合金TC4焊接过程,研究结果表明:与传统脉冲TIG焊对比,快频脉冲柔性波形TIG电弧收缩效果明显,电弧径向尺寸显著减小;快频脉冲柔性波形调制TIG焊技术具有显著的细化焊缝晶粒和减少热影响区粗化的效果,钛合金焊缝晶粒尺寸减小了约71%。     

热塑性复合材料/金属搅拌摩擦焊研究进展

热塑性复合材料作为新型轻质材料,已经广泛应用于航空航天领域。金属与热塑性复合材料的异种材料连接因其能充分发挥两种材料各自的特性而备受关注。搅拌摩擦焊作为一种低热输入的焊接技术,在金属与热塑性复合材料异种焊接领域有广阔的应用前景。从热塑性复合材料与金属的搅拌摩擦焊焊接方法、炉具设计、焊接工艺参数以及连接机制等方面综合国内外研究成果进行系统性的综述,并对热塑性复合材料/金属异种搅拌摩擦焊的未来发展趋势做出展望。     

复合材料厚板结构三维有效弹性常数计算模块化程序

为实现复合材料厚板结构三维有效弹性常数的模块化计算,利用MSCPatran的二次开发语言PCL开发模块化计算程序．针对具有周期性铺层方式的复合材料厚板结构,该程序可自动生成等效后的三维正交各向异性材料．将该程序用于复合材料太阳翼连接架的静力分析,生成连接架各局部复合材料结构的三维正交各向异性材料,得到其在设计载荷下的应变分析结果．有限元分析结果与试验结果比较表明,该程序能有效计算复合材料厚板结构的三维弹性常数,提高复合材料三维建模的效率及可靠性．     

焊接二次热循环对T23钢粗晶区再热裂纹敏感性的影响

利用Gleeble-3500热力模拟试验机制备T23钢焊接接头中粗晶热影响区和不同二次热循环的再热粗晶热影响区,并进行STF(Strain-to-fracture)试验。结果表明,粗晶区经历1 350℃或780℃二次热循环后,仍保持粗晶热影响区的粗大晶粒、笔直的晶界形貌以及高再热裂纹敏感性,断面收缩率低于5%。粗晶区经历了880℃、950℃或1 100℃二次热循环后,晶粒尺寸变小,晶界变曲折,断面收缩率分别为24.67%、16.6%和7.24%,再热裂纹敏感性降低。因此,合理调控二次热循环的峰值温度在A_(c1)~A_(c3)之间可以有效降低再热裂纹敏感性。