CO2焊接电源的发展现状

本文从 CO_2焊接电源类型的更新、CO_2焊接电源工艺性能的完善及 CO_2焊机送丝系统的改进等方面,介绍了 CO_2焊接电源发展的过程及现状、提高 CO_2焊接电源性能的措施及设想.     

数字化GMAW-P焊接电源模块化设计

数字化焊接电源的一大突出优点就是:采用模块化方法设计,升级灵活,功能扩展方便.介绍了一种以TMS320F240 DSP为核心的数字化脉冲熔化极气体保护焊接电源.分别从人机交互模块、外设I/O接口模块、GMAW-P过程控制模块、系统升级拓展功能模块方面进行探讨.实际焊接试验结果表明,所设计的数字化脉冲熔化极气体保护焊接电源,人机界面友善,操作灵活;焊接工艺性能良好,基本实现了一脉一滴的熔滴过渡方式,焊缝成形均匀一致.     

长输管道焊接施工专用焊接电源及自动焊设备

提出我国长输管道焊接施工经历了 5个发展阶段,列举了每个阶段标志性的焊接技术,分析了每个阶段焊接电源及专用设备的特点和应用情况,并对未来管道焊接电源及自动焊设备的发展做出展望.     

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.     

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。     

新型智能控制技术在CO2焊电源系统中的应用

ＣＯ２焊一种高效,节能、低成本的焊接方法。本文综述性的介绍了近几年来国内外研究机构在ＣＯ２焊电源系统中智能化控制研究等方面的一些工作。     

基于ARM控制的多功能数字化逆变焊接电源

针对目前传统焊接电源存在的问题.主要讨论了多功能逆变焊接电源由模拟化向数字化改进的设计方法.介绍了硬件电路和软件系统的设计思路,包括如何用ARM处理器实现逆变焊接电源的数字化控制、主电路的设计、控制系统软件功能的设计和实现,最后对设计的样机进行了工艺试验.结果表明.基于ARM的数字化多功能逆变焊接电源具有较好的受控能力,能够满足高质量焊接的需要.     

数字化焊接电源的发展

结合MIG焊的发展过程，介绍了为什么要发展数字化焊接电源，以及数字化焊接电源的应用，指出数字化焊接电源必将成为焊机发展的一种趋势。     

基于蓝牙通信的焊接电源数字化控制系统

随着焊接设备的智能化、信息化、自动化和网络化的快速发展,针对以往有线和无线焊接通信系统不易安装升级、抗干扰能力弱、数据传输速度慢等问题,提出了基于蓝牙通信的焊接电源数字化控制系统的设计方案。以TMS320F28033 DSP芯片作为控制系统的核心,设计了焊接电流和电弧电压采样电路、脉宽调制信号放大电路、CAN通信等外围电路,组成了一套焊接电源数字化控制硬件系统。以片上系统CC2540作为蓝牙通信的核心,设计了采用蓝牙4.0协议传输的焊接过程信号无线通信模块,通过蓝牙无线数据传输实现人机交互。无线通信测试结果表明,DSP数字焊机控制系统能够实现焊接过程信号的远程无线传输功能,通信距离远,且数据传输稳定。     

一种双特性多功能焊接电源

由于该焊接电源的电源特性可变,它不但适用于细丝（φ1．0mm-1.2mm）CO2焊,而且适用于粗丝（φ1．6mm0－φ3．0mm）CO2焊。同时具备碳弧气刨功能和埋弧焊功能,其焊接工艺性优良。     

基于ARM的全数字多功能方波逆变焊机

研制了一种基于ARM(advanced RISC machines)全数字多功能方波逆变焊机,主电路采用双逆变结构,前级逆变电路选用全桥拓扑,后级逆变电路采用双半桥并联结构;以基于Cortex-M3内核的LM3S8971 ARM微处理器为核心,设计了焊接过程数字化控制系统;通过电流闭环控制和数字PID调节,实现前级逆变电路的恒流特性输出,同时对后级逆变电路进行数字化低频调制,获得多种电流波形输出;设计了基于ARM+CPLD双芯结构的数字化面板,实现了人机交互的数字化.结果表明,研制的多功能逆变焊机动态性能好、控制灵活、操作便利、设计合理可行.     

弧焊电源系统数字控制

针对弧焊电源的工作环境和工艺要求,分析了弧焊逆变系统的工作原理,弧焊电源系统的电压、电流取样、A/D和D/A的工作原理,送丝电机和行走电机的锁相控制,以上控制流程都可以通过数字控制的方法实现。此外,中央处理器承担着弧焊系统中所有的信息提取和输出控制信号。     

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。     

全数字控制I/I模式三闭环脉冲MIG焊

提出了一种基于DSP控制的全数字脉冲MIG/MAG控制方法,即自适应电压补偿控制技术的I/I法,该方法可以保证熔滴为一脉一滴过渡.根据送丝速度优先,建立不同材料和丝径的焊接数据库,每个脉冲周期都检测弧长的变化并及时调整熔化能量,同时采用干伸长实时补偿技术以维持弧长恒定.分析了该方法调节原理并建立三闭环系统控制框图.样机试验结果表明,所提出的方法是可行的,具有通用性,在干伸长变化时能够实现等弧长控制,焊接过程稳定,焊缝成形美观.     

多功能双逆变式弧焊电源的研究

本文介绍一种采用ＩＧＢＴ作为开关元件的双逆变多功能弧焊电源的基本电路结构和工作过程，并对其二次逆变器换向时电流上升速度和峰值进行了定量分析计算。实验表明：该电源可单机实现直流、交流方波、脉冲多种输出，在小电流无稳弧装置的情况下，亦可以满意地进行铝合金的交方波ＴＩＧ焊接，具有推广价值。     

弧焊电源焊接参数预置系统的发展

阐述了弧焊电源的发展历程,指出与传统的模拟电源相比,数字化弧焊电源的优势和在实际生产中存在的不足。在数字化电源的基础上介绍了弧焊电源焊接参数预置系统的研究现状,详细说明基于模拟电路、单片机、DSP及其他控制方法的预置系统,并分析基于各种控制方法的预置系统的优缺点。预测焊接参数预置系统的发展方向,应使其具有通用性,设计出不依赖于电源的独立焊接参数预置系统,一种预置系统可控制多类焊接电源。     

多功能数字化弧焊逆变电源人机交互系统

针对多功能数字化弧焊逆变电源用于不同焊接方法时工艺过程不同和焊接参数众多的特点,采用键盘输入和LCD显示设计开发了基于数字信号处理器DSP的人机交互系统.通过数据结构的通用化设计和程序流程的优化设计,该系统实现了焊接工艺过程和焊接参数的方便设置和统一管理,用户操作和显示界面简洁、直观、灵活,极大地提高了多功能数字化弧焊逆变电源的实用性.     

智能短路过渡二氧化碳气体保护电弧焊数字控制系统

针对目前通用二氧化碳弧焊机在短路过渡区间焊接时存在的问题,基于DSP和MCU的全数字控制系统平台,从数字控制角度出发,引入分级递阶智能控制理论,设计并实现了二氧化碳气体保护电弧焊分级递阶智能全数字控制系统.该系统按照组织级、协调级和执行级进行构建,有机地将专家系统、模糊控制、数字PI控制器结合起来.试验结果表明,设计的智能短路过渡二氧化碳气体保护电弧焊数字控制系统取得较为理想的波形控制效果,实现了焊接过程控制的智能化,全面提升了二氧化碳气体保护电弧焊机的性能.     

基于ARM微控制器的CO2电弧焊全数字化逆变电源设计

采用基于ARM7TDMI-S内核的LPC2131微控制器设计了一种全数字化控制的CO2电弧焊逆变电源,完成了硬件电路和软件程序.在设计方案中采用了独立的送丝系统和全桥逆变主电路,选择了送丝速度作为其它焊接参数控制的基准.充分利用了片内软硬件资源,ARM控制器产生一路双边沿PWM脉冲并转换输出,通过电流、电压检测以分时进行短路电流和燃弧电压控制.其硬件结构简单可靠,控制软件可通过升级接口更新算法.文中介绍了设计思路和方法,对全数字化焊接电源研究和开发具有参考价值.