精密脉冲TIG焊接中的弧长跟踪技术

在研究小电流脉冲TIG焊接弧压与弧长对应关系的基础上 ,提出了一种新的基于硬件电路的弧长传感与控制技术 ,并建立了相应的弧长跟踪系统。工艺试验表明 ,采用该技术可实现较宽电流范围内的脉冲TIG焊及直流TIG焊的弧长跟踪控制 ,在平均焊接电流 2 0A ,弧长给定为 1mm时的弧长跟踪静态误差为± 0 .1mm。整个系统控制精度高 ,动态响应快 ,运行可靠。该技术较好地解决了常规的弧长跟踪方法所无法解决的复杂曲面薄壁不锈钢试件焊接过程中的弧长跟踪问题 ,取得了较好的工艺效果     

基于单片机控制的TIG弧长跟踪系统研究

针对TIG弧长跟踪过程中存在高频高压的干扰和动态响应速度慢的问题,以STC12C5A60S2单片机为控制核心,设计了弧压采样电路、单片机检测与控制系统和弧长调节电机驱动电路等弧长跟踪控制系统硬件,在此基础上采用PD控制算法设计并编制了弧长控制软件,组成了TIG焊弧长跟踪系统。该系统在现场TIG焊中的应用表明:系统能很好地实现TIG焊的弧长跟踪,能够克服TIG焊高频引弧的影响,动态响应度快、调节精度高,且工作性能稳定可靠。     

镁合金薄板TIG焊自适应弧长控制

在研究镁合金薄板TIG焊过程弧压-电流-弧长关系的基础上，提出了一种基于弧压、电流与弧长间的关系模型来准确控制弧长的技术。同时，结合PID和Fuzzy控制的原理，设计了一种自适应ALC(Automatic length control)控制器，克服了常规AVC(Automatic voltage control)系统的局限，有效地解决了镁合金薄板TIG焊过程中的弧长控制问题。焊接试验表明，该系统能自适应工件表面的变化实现弧长的自动跟踪，在电流变化的收弧及引弧期间也实现了较好的弧长控制，且动态精度高、稳定性好。     

埋弧自动焊弧长自动控制系统

本文从述及理弧自动焊弧长稳定的原因和弧长稳定控制出发,分析等速送丝与变速送丝对弧长稳定性的影响。列举了理想的电弧电压反馈式闭环控制弧长稳定性系统电路。认为该系统电路比“电动机—发电机组放大器”有成本低、性能更好的优点。     

GMAW弧长测量与反馈方法的研究

弧长稳定性直接影响了焊接过程稳定性及焊缝成形,为使焊接过程稳定,获得高质量焊缝,通过焊接工艺试验研究了各部分电压变化对弧长的影响规律。针对硅青铜焊丝脉冲GMAW钎焊,搭建了熔滴过渡过程焊接电信号的同步采集试验平台,分析恒定电流情况下电弧弧长与电压的变化关系,同时采用MATLAB图像处理对弧长进行测量,并对试验数据进行处理和分析,得到各部分电压与弧长之间的关系。     

脉冲焊全数字控制系统

设计并实现了脉冲焊电流和弧长的全数字控制，取得了良好的控制性能。文中根据脉冲焊工艺需要提出采用变参数数字PI调节器，取得了好的脉冲电流波控效果，同时提出了一种新的弧长调节方法，克服了传统压频转化法由于脉冲焊电弧模型难确定、弧压控制系统为多速率系统而导致的弧压控制器参数难于确定，很难在全范围内获得满意的弧长控制效果等问题，实现了在全范围内对弧长的快速、稳定调节，提高了弧长的控制性能。试验结果表明，设计的脉冲焊全数字控制系统取得了一致性好的理想电流波形，在焊矩高度等扰动发生时，控制器可以实现快速、稳定的弧长调节。     

GMAW-P频率特性复合弧长适应控制法

为了提高GMAW-P焊接弧长控制的调节速度,减少弧长调节过程中脉冲频率、焊接电流的波动范围,提出了基于DSP数字控制脉冲熔化极气体保护焊接电源采用频率一特性复合弧长适应控制法.在焊接过程中通过实时采集电弧电压信号、焊接电流信号,当弧长发生扰动时,在当前脉冲周期内,以基值时间和给定电压为控制量,从而保证在弧长调节过程中脉冲频率的变化较小.台阶试验和爬坡试验表明,此控制方法的弧长调节过程快速、稳定,焊接电流、脉冲频率波动范围小,焊机具有良好的弧长调节性能.     

铝合金脉冲MIG焊接弧长控制系统

针对铝合金脉冲M IG焊接过程中的弧长稳定性问题,建立了弧长控制系统模型,设计了基于比例切换函数的滑模控制器,并采用基于xPC的实时目标环境,建立了铝合金脉冲M IG焊接快速原型的控制平台.利用MATLAB/SIMULINK进行了弧长控制仿真分析,在建立的快速原型控制平台基础上,进行了铝合金脉冲M IG焊接弧长控制试验...     

交流钨极氩弧焊弧压自动控制装置

本文研制的交流钨极氩弧焊弧压自动控制装置,经生产实践表明,当电弧经过焊缝接头处的余高时,仍能保持弧长稳定,弧长自动调节的切换也较方便,可以有效地实现钨极惰性气体保护焊的弧长自动控制。所设计的波形选择器可抗脉冲引弧电压的干扰,有利于提高交流弧长的自调精度。     

交流TIG焊弧长控制系统的研究

介绍了以弧压为传感信号的交流ＴＩＬ焊弧和自动控制系统，重点讨论了如何从交流波形中提取出能够真实反映弧长的反馈信号。试验结果表明，以交流正半波（工件接正）电压作为弧长反馈信息，能很好地实现交流ＴＩＧ焊的弧长自动控制，控制系统的性能指标可达：静态精度±０．２Ｖ，动态响应时间０．２ｓ，弧长调整速度２ｍｍ／ｓ。     

基于弧压负反馈的变速送丝系统

由于CO2焊短路过渡飞溅严重,常采用波形控制的方式来减小飞溅,但由于此方式采用分段恒流控制,燃弧期间对弧压的变化比较敏感,特别是弧长突变或下坡焊时经常导致熄弧,为此,本文提出了弧压负反馈变速送丝系统来解决弧长稳定性不良问题。该系统采用双闭环双模糊PI控制,外环采用电弧电压负反馈控制,内环采用电枢感应电压负反馈控制,外环弧压负反馈调节的输出量作为内环感应电压负反馈调节的输入量。下坡焊试验表明,该方法可使焊缝成形美观,飞溅减小,并在弧长变化时能维持弧长稳定,防止熄弧现象的发生,此外,焊缝还具有恒熔深和恒熔宽的效果。     

钨极氩弧焊弧长自动控制系统

针对钨极氩弧焊因工件表面高低不平、钨极烧损以及焊接变形等导致电弧弧长波动的问题,基于单片机和步进电机细分驱动技术,以电弧电压作为弧长表征量,设计了滤波电路解决焊前高频引弧及焊时稳弧干扰问题,设计与制作了弧长自动控制系统,编写带死区变积分PID控制算法和控制程序。焊接试验表明:高频高压干扰能完全被滤除,系统稳定性好;变积分PID控制算法应用于TIG焊接弧长自动控制可显著提高系统的响应速度和控制精度,具有更好的应用前景。     

Tandem双丝气保焊引弧控制方法的研究

研究分析了相位匹配、恒频率、变频率三种情况对Tandem双丝引弧性能的影响。为保证前后丝能正常顺利的引弧,即弧长合适、不发生断弧等现象,焊接时,前丝应先于后丝或与后丝同时引弧。前丝采用变频率方式引弧顺畅,待进入稳定焊接后切换为恒频率方式;采用恒频率引弧,弧长调整慢,恢复到正常弧长所需时间长。后丝如果与前丝同时引弧,后丝采用与前丝同相位同频率的控制方法,引弧顺畅,飞溅小;采用不同相位同频率方式,后丝有产生断弧的风险。如果前丝已进入稳定焊接,后丝再引弧,此时后丝采用同相位模式,会发生频繁断弧,焊接效果很差;采用不同相位模式,通过实时调整前后丝脉冲频率比,引弧顺畅,飞溅小。     

基于脉冲电流参数的铝合金脉冲MIG焊过程控制

铝合金脉冲MIG焊弧长稳定性直接影响焊接过程稳定性及焊缝成形,为使其焊接过程稳定,获得高质量焊缝,通过焊接工艺试验研究了脉冲电流参数变化对弧长稳定性的影响规律,建立了铝合金脉冲MIG焊弧长与脉冲电流参数间的动态变化数学模型,并利用Matlab/Simulink软件进行了弧长对脉冲电流占空比、脉冲电流频率变化的动态响应仿真分析,同时进行了控制脉冲电流占空比、频率来稳定弧长的平板堆焊工艺试验研究.结果表明,所建立的数学模型能很好地反映铝合金脉冲MIG焊过程,通过调节脉冲电流占空比、频率参数可实现铝合金脉冲MIG焊稳定焊接,获得成形美观的焊缝.     

焊接理论

一般问题 20106014 CO2焊接弧长控制模型／严春妍…／／焊接学报．-2005,26（6）：69～72通过对CO2焊接的弧长控制进行了研究,提出了通过同时调节送丝速度和弧焊电源输出电压来保证焊接弧长基本不变的方法。根据能量定律、欧姆定律等基本定律,     

基于快速原型开发平台的铝合金脉冲MIG焊弧长控制

针对铝合金脉冲MIG焊接过程中电弧不稳定的情况,采用快速原型脉冲MIG焊电源开发平台进行弧长控制,并采用调节脉冲占空比和脉冲频率弧长控制方案,以平均电弧电压变化为反馈信号,设计了脉冲MIG焊电源开发平台过程的控制模块,进行铝合金脉冲MIG焊弧长的实时控制试验。结果表明,该控制系统具有良好的动态性能、抗干扰性能和稳态精度,可以快速、有效地控制弧长,焊接过程稳定,焊缝成形良好。     

GTA电弧弧长自动稳定单片机控制系统

本文分析了弧长变化过程和弧长变化允许范围域，得出了最大坡度角αｍａｘ和焊一次运行步数Ｎ的计算公式，经过硬件和软件的抗干扰设计，解决了因伪信号而引起的误纠差调整问题，有效地保证了弧长在焊接过程中自动稳定在所设定的范围内。     

WPAAM弧长智能预测与过程监控系统设计

在丝材等离子弧连续增材制造过程中,由于电弧加热过程中热积累导致实际堆敷层高度与设计堆敷层高度出现差异,造成弧长长度难以恒定;同时工艺参数的变化也会影响增材制造过程的稳定性。因此针对丝材等离子弧增材制造,设计了基于LabVIEW的等离子电弧弧长智能预测及过程监控系统。系统以USB4711A采集卡为核心,采用传感器实时采集增材过程中的堆敷电流和电弧电压等信息,实时显示工艺参数动态信息并分析数据,同时建立了基于BP神经网络的弧长智能预测模型,以实时监测增材制造过程中弧长的变化。试验表明,该过程监测系统能够实时监测堆敷过程,通过实时调用3-7-1结构的BP神经网络,能够实时预测电弧弧长变化,预测的误差范围为-1.6~1.4 mm,达到预期要求。     

厚壁管全位置焊接可变增益PID弧长调节器的设计

在厚壁管窄间隙全位置TIG焊中,弧长是影响焊接质量最敏感的焊接参数之一,由于钨极的烧损、前道焊缝的成形、熔池变化、焊件几何形状及全位置空间变化时重力引起的弧长调节的阻力不变变化等因素的影响,没有弧长调节功能,不可能维持电弧长度的肯定,特别是全位置焊接时,重力对弧长影响非常突出,必须采取特殊的控制方法克服其不良影响,因此作者设计了基于单片机控制的弧压传感可变增益PID控制器,并针对不同的弧压偏差范围采用快速控制、分离积分和附加不敏感区来改善其控制品质,在实际产品焊接中取得了较好的控制效果。     

基于单位弧长增量插补法的参数曲线电火花线切割插补方法研究

对电火花线切割中基于单位弧长增量法的参数曲线插补方法进行了研究。在该方法中,各坐标轴被看作弧长参数的函数。在每个插补周期中,插补参考点沿着曲线前进一个单位弧长,并将所产生的各个进给轴的增量分别送至其累加器。某个轴的累加器每溢出一次,该进给轴输出一个增量脉冲。从参数曲线的参数方程结构出发,通过使用单位弧长增量插补法,可实现渐开线、摆线、阿基米德螺线、抛物线等参数曲线的直接插补。通过对上下异形面中较短的曲线进行再参数化,将弧长参数统一,实现了对上下异形面的四轴联动直接插补。