软开关逆变式双丝高速脉冲焊电源

将软开关技术、脉冲焊技术和总线通信技术等有机结合,研制了协同控制的Tandem型双丝脉冲MAG焊电源。脉冲焊接电源主电路采用饱和电感并充分利用励磁能量拓宽软开关范围,针对双丝脉冲焊电弧形态、熔滴过渡及电源外特性和动特性的要求,提出了基于电流峰值模式的双闭环恒电流和恒电压控制模式,并进行了分析与设计;利用SOC单片机C8051F020和RS485总线通信技术实现了双丝脉冲焊的数字化协同控制,解决了双丝高速焊两路输出脉冲同步、反相与随机输出形式的协同控制。试验表明,电源性能满足设计要求,高速焊接过程稳定、焊缝成形好、飞溅小、变形小。     

基于DSP的软开关逆变式双丝高速脉冲焊装备

将脉冲焊、软开关逆变、嵌入式控制及现场总线通信技术等有机地结合,研制了协同控制的Tandem型双丝高速焊装备.脉冲电源主电路采用饱和电感并充分利用励磁能量拓宽软开关范围,针对双丝脉冲焊电弧形态、熔滴过渡及电源外特性和动特性的要求,提出基于电流峰值模式的双闭环控制模式,设计了基于DSP与μC/OS-II的占先式嵌入式控制系统;利用CAN现场总线通信技术解决了双丝脉冲焊两路输出同相、反相与随机三种形式的协同控制问题.结果表明,电源性能满足设计要求,双丝高速脉冲焊接过程稳定、焊缝成形好、飞溅小、变形小.     

软开关双电弧共熔池脉冲GMAW焊装备关键技术

双电弧共熔池脉冲GMAW焊集高速高效、优质和自动化于一体,近来备受重视,但国内对此研究不多.本文在系统分析双丝脉冲GMAW焊电弧形态、熔滴过渡以及熔池行为的基础上,对双电弧共熔池脉冲GMAW焊系统实现的关键问题如电源类型、动特性、外特性、控制模式、协同控制方式、双丝焊枪设计以及送丝系统等进行了较深入的探讨.     

基于DSP协同控制的高速双丝脉冲MIG/MAG焊的研究

高效化是当前焊接技术的发展方向,据此提出了一种基于DSP控制的逆变脉冲电源,建立了双丝气体保护脉冲焊系统.采用了相位相差180°的脉冲电流进行焊接工艺试验,在合适的参数条件下焊接过程稳定,焊缝成形美观,并实现了高速焊接.     

双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法

为优化双丝脉冲MIG焊的焊缝成形质量,提出双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法,构建基于DSP的双丝脉冲MIG焊的双脉冲数字化交替相位协同控制系统,对双丝脉冲MIG焊的单脉冲和双脉冲焊接进行平板堆焊试验.结果表明,双丝脉冲MIG焊双脉冲焊接系统实现了稳定的双脉冲焊接过程,焊缝成形良好.对单脉冲和双脉冲焊接所得焊缝的横截面宏观金相对比分析结果表明,双脉冲对焊接熔池有很强的搅拌作用,双脉冲焊接所得焊缝晶粒比单脉冲焊缝晶粒更小,说明双脉冲具有细化晶粒的效果,证明在双丝脉冲MIG焊中应用双脉冲有一定的优化作用.     

双丝脉冲MAG焊的熔滴过渡及工艺特征

搭建了并列式双丝脉冲MAG焊工艺试验系统,通过双丝脉冲协调控制器连接试验所用的两台电焊机,在试验过程中采集了焊接电流、电弧电压信号,并用高速摄像机对焊接过程的电弧行为与熔滴过渡过程进行了同步拍摄．应用上述试验系统,在实现稳定焊接过程的基础上,分别研究了脉冲峰值电压与脉冲基值电压、两个焊丝在垂直于焊道方向上的距离、焊枪倾角这三个因素对电弧行为、熔滴过渡过程及焊缝表面成形与焊缝几何尺寸的影响．确定了最理想的脉冲峰值一基值电压,并且发现在文中所述试验参数下,焊丝间距11mm为两电弧形成共熔池、同焊道的上临界距离．结果表明,随着焊枪倾角的增加,焊缝熔深增加,熔宽减小,在焊接速度和送丝速度不变的前提下余高增加．     

基于DSP的脉冲GMAW焊数字化控制系统

针对脉冲GMAW焊工艺要求,采用32位数字信号处理器TMS320F2812建立了基于DSP的数字化控制系统,实现了电流和弧长的双闭环全数字控制,取得了良好的控制性能.控制系统利用DSP内部集成的PWM产生模块,通过选择合适的工作方式实现了软开关主电路四路移相PWM信号的直接数字化控制.给出了系统控制原理及程序流程图,脉冲峰值和基值阶段采用变参数的数字PI控制,使得电流快速跟随给定信号,同时采用模糊控制方法对弧长进行闭环控制.结果表明,所设计的脉冲GMAW焊全数字控制系统满足设计要求,输出电流波形一致性好,可以实现快速、稳定的弧长调节,焊接过程稳定,焊缝成形美观.     

双丝脉冲MIG/MAG焊的研究现状和发展方向

对国内外近十多年来双丝脉冲MIG/MAG焊的研究现状进行了分析,从其焊接具有熔敷速度快、飞溅小、焊接质量高等优点以及控制方法几个方面进行了较为详细的介绍,并对双丝脉冲焊技术的发展趋势作了进一步的展望.     

基于协调控制的双丝脉冲焊系统

“十一五”铁路、电力、能源投资建设情况 “十一五”期间,我国将进行多项重大基础设施建设,仅国家在铁路新线建设和电网建设方面的投资就将达到2万多亿元。此外,航空业期盼多年的大型飞机研制项目即将上马,第二条西气东输管线也有望启动。数万亿元的投资无疑给铁路、电力、能源等行业的上市公司带来巨大的发展机遇。     

数字化控制的软开关埋弧焊逆变器

数字化焊接电源是焊接技术进一步发展的需要，而软开关技术具有低电磁干扰、高效率、动态响应速度快等优点，目前已经成为焊接电源领域研究的热点。主要介绍了基于80C552的数字化控制器和大功率埋弧焊软开关技术的实现方式，并将2者有机结合，研制了数字化的大功率软开关埋弧焊逆变器。     

Study on twin-wire pulsed MIG welding power supply based on DSP and CAN

A design proposal for twin-wire pulsed MIG welding power supply based on DSP (digital signal processor)and CAN (controller area network ) is put forward.By use of the CAN bus,the synergic control between the master and slave power supplies can be realized.And in this way,their peak currents can be guaranteed to be alternative and the interference between the two arcs can be decreased efficiently.The hardware design,software design and relative tests are provided in this paper.Tests show that the power supply can meet the design requirements of twin-wire welding.     

Inverter power supply system for high-power twin-wire pulsed GMAW

A type of novel inverter power supply system for high-power twin-wire pulsed gas metal arc welding (GMAW) is presented mainly for dealing with the disadvantages of the conventional power supply for twin-wire pulsed GMAW of which the output power is generally difficult to increase due to limitations of the power of semiconductors and the power density of magnetic devices.In the power supplies for the master and slave arcs,the digital signal processor (DSP) TMS320F28335 is used to form the DSP-based synergic control system for parallel high-power pulsed GMA W,which achieves high-power output of two parallel inverters controlled by a single DSP;master-slave communication is achieved by using e controller area network (eCAN)module of DSP,thus realizing anti-phase pulse output of high-power twin-wire pulsed GMA W and reducing the interference between twin arcs.The experiment results demonstrate that the designed inverter power supply system for high-power twin-wire pulsed GMAW can bring about high-power efficiency of welding,stable welding process and proper formation of welds.     

基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统

为解决双丝脉冲MIG焊两路脉冲同步、交替和随机三种相位输出的协同控制问题,采用32位的STM32F103ZET6建立基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统. 利用单一STM32芯片实现双丝脉冲MIG焊同步、交替和随机三种脉冲相位输出形式,用STM32内部集成的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)模块生成移相全桥软开关PWM信号,以软件方式实现主从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主从机的高频逆变和低频脉冲波形调制. 结果表明,所设计的基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统满足设计要求,焊接过程稳定、焊接速度快、飞溅小、焊缝成形良好,能实现良好的双丝脉冲MIG焊工艺.     

基于ARM的双丝高效埋弧焊协同控制系统

以基于Cortex M4内核的TM4C123 MCU(微控制器)为核心,设计了双丝埋弧焊协同控制系统;开发基于CAN总线的协同控制通信协议,提高了系统对双丝埋弧焊工艺过程的时序控制性能;设计基于ARM和触摸屏的人机交互系统,实现了人机交互的数字化和可视化。系统测试和焊接实验均表明,研制的协同控制系统稳定可靠,起弧和收弧协同效果良好,能满足双丝埋弧焊协同控制的需求。     

组态技术在双丝埋弧焊中的应用

利用组态技术,将现有的2套单丝埋弧焊焊接设备组建成双丝埋弧自动焊接系统,用于替代昂贵的进口成套设备.这种新系统对企业提高产品质量和生产效率、降低生产成本、充分发挥现有设备的潜力、增强企业的核心竞争力、实现先进制造技术具有重要意义.试验结果表明:用这种方法组建的双丝埋弧焊接系统平台,具有性能稳定、编程容易、参数选择灵活、...     

双丝脉冲MAG焊两种电流相位关系的焊接行为分析

基于高速摄像和电信号分析系统,采集了一定焊接工艺参数下高速脉冲双丝MAG焊接过程的电信号,并对焊接过程中的熔滴过渡方式以及电弧形态进行了高速摄像观察.结果表明,前丝、后丝脉冲电流交替变化时,前丝、后丝电弧形态分别为单丝工作时的钟罩形,显示前后丝电弧间基本没有影响;当前丝、后丝脉冲电流同步变化时,前后丝电弧合并为一个寿桃形电弧,分析指出前后丝电弧形态彼此间的吸引力是造成电弧形态合并的根本原因.不同脉冲电流频率下的焊缝显示,双丝脉冲MAG焊接过程中,前丝、后丝脉冲电流同步变化时,焊缝成形较好,但焊接过程声音较大并伴随较大烟尘;前丝、后丝脉冲电流交替变化时,焊缝成形一般,焊接过程声音柔和且产生较少烟尘.     

双丝脉冲MAG焊不同外特性组合下的工艺试验

提出2种比较适合脉冲焊外特性的组合方式,即U-I和I-I.结合双丝焊电源外特性组合方式的理论分析,系统地进行了主从机的3种典型外特性组合的工艺试验,并总结出了双丝焊电源焊接电流、电弧电压分布的一般规律,即主机电流约大于从机电流20～30A,从机电压约高于主机电压2V.通过试验,加深了对双丝焊电弧间热作用、双丝焊工艺特点以及不同外特性组合优缺点的认识.     

脉冲双丝MAG焊接电流相位关系对成形的影响

应用具有自由表面的流体稳定性理论,分析了焊接熔池失稳的产生机理,并对双丝共熔池MAG焊接脉冲电流不同相位关系对焊缝成形的影响进行了试验观察与分析.结果表明,双丝脉冲电流为同步相位时,电弧周期性的熄灭可以减少对熔池的加热量,防止熔池过长而失稳.双丝脉冲电流为交替相位关系时,主机与从机电弧交替出现,使熔池始终处于电弧的加热之下,热输入量大,熔化态金属的长度较长,产生驼峰焊道的可能性加大.双丝脉冲电流为随机相位时,主机、从机焊丝电弧时而同步燃烧或同步熄灭,时而交替燃烧与熄灭;同步熄灭时,熔池可及时冷却,交替燃烧与熄灭时,熔池始终处于电弧的加热之下,熔池难以及时冷却,因此焊缝表面不均匀.     

基于CAN总线的闪光焊设备控制系统的设计

介绍了基于控制器局域网(CAN)总线的闪光焊设备控制系统的硬件和软件设计。在系统软件设计中,定义TCAN总线应用层协议,并详细地论述了如何利用CAN总线的技术优势去协调各个节点的工作,从而使闪光焊设备成为一个真正的分布式控制系统。