基于时频分析的CO2焊接电弧信息提取

利用Choi-Williams分布二次型时频分析方法研究CO2焊接过程所采集的电弧电压信号,获得信号的时频分布图。通过时频图像信息提取,进一步获得焊接过程特征信息,即信号的能量谱密度和瞬时频率估计。结果表明,利用Choi-Williams分布可以描述弧焊过程中电弧电压信号的时频能量分布。在时频分析基础上进行电弧信息提取,可以得到短路、断弧等物理现象的时间特征及瞬时频率信息。电弧特征信息的奇异点表现出明显不同的瞬时频率特性,以此界定电弧物理过程。     

Choi-Williams时频分布在CO2焊接电信号检测中的应用

利用二次型时频分析Wigner-Vill分布的改进算法--Choi-Williams(CWD)时频分布研究CO2焊接过程所采集的电弧电压信号,把信号置于时频空间内进行分析,获得相关信号的时频分布图.对于CWD分布的核函数中平滑因子确定前提下的其它四个重要参数,即时窗类型、时窗长度、频窗类型和频窗长度对时频谱图分析效果的影响进行了讨论.进而引入信息熵的概念,并分析了时频分析基于信息熵的参数优化.最后分析了采用最小信息熵的CWD分布参数优化后的一组电弧电压信号时频分布图.结果表明,利用Choi-Williams分布及信息熵最小原则可以描述弧焊电信号的时频分布,并有效抑制交叉项干扰,同时保持较高的时频分辨率.     

基于LabView虚拟仪器的CO2焊接参数采集分析系统

描述了基于NI虚拟仪器的焊接参数采集分析系统。作者设计了焊接电流和焊接电压信号采集电路,并针对焊接过程的不同阶段,加入时刻标定信号,方便后续分析,并在文中详细介绍了系统的软件流程。通过实际焊接试验,实时采集和显示各个信号波形,同时系统能够对相应的焊接电流和焊接电压进行统计分析运算,得到研究所关心的焊接过程特征参数以及对焊接过程主要参数的概率密度分布图。试验表明该系统工作稳定,采集数据完整可靠。     

CO2焊接弧长控制模型

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,以及电弧静特性、电弧物理特性及焊缝成形基本原理,建立了CO₂焊接过程中电弧电压、电流等主要参数的数学模型。试验表明,当焊接工件与焊炬喷嘴之间的距离发生较大变化时,根据模型进行调节,可以保证不同干伸长条件下焊接电弧弧长基本不变,焊缝成形基本一致。     

铝合金CO2激光与TIG薄板焊接接头力学性能分析

对铝合金5A02薄板本身的力学性能、CO2激光焊接与TIG焊接两种焊接方法的铝合金薄板焊接接头的力学性能进行了测定,并对轧制方向与垂直轧制方向的力学性能进行了测定.另外采用系列加载试验对焊缝、母材的性能进行了研究.结果表明,材料的各向异性影响焊接接头的性能,焊接接头的力学性能与各个区域的性能存在一定的关系,为焊缝的表征提供了理论依据,为铝合金的汽车构件碰撞模拟提供局部力学性能的试验数据.     

镀锌钢板的CO2激光焊焊接性

以裁焊板工业生产为背景,对汽车用镀锌钢板的CO2激光切割板坯的CO2激光焊焊接性进行了试验研究。对于不等厚和等厚的镀锌板拼接进行CO2激光焊接,在激光功率4000W时其焊接速度可达0．1m／s。对镀锌钢板激光切口拼接的激光焊接与铣口拼接的激光焊接的焊缝形貌和硬度进行了比较,它们产生的焊缝宽度在0．5-1．0mm范围,激光焊缝最大硬度比母材硬度高出1-1．5倍,激光焊接对激光切口拼接与铣口拼接两者都可获得等同的宏观焊接质量。     

CO2焊接过程熔滴过渡频率的Fuzzy/PID控制

在单片机控制ＩＧＢＴ逆变电源的基础上,建立ＣＯ２焊接过程熔滴过渡频率的Ｆｕｚｚｙ／ＰＩＤ控制系统,并对其系统结构、控制原理和控制算法进行了描述。本系统通过调节波形参数从而改变燃弧时间来控制熔滴守渡的频率,当熔滴过渡频率的误差较大时,采用Ｆｕｚｚｙ控制方法,而在误差较小时采用控制方法。本系统还在Ｆｕｚｚｙ控制过程中引入了控制参数自学习功能,保证了不同焊接规范时控制系统的动态响应和静态精度。焊接试验表     

CO2焊接逆变电源-电弧系统的仿真

由于短路过渡CO2焊接电弧负载的非线性与时变性的特点,CO2焊接电源-电弧系统的研究与设计有其固有的难点。作者采用在控制领域最具影响的MATLAB软件,在对CO2焊接电弧建模、逆变电源-电弧系统建模的基础上,仿真了波形控制CO2焊接逆变电源-电弧系统的动态过程,并且在模拟示波器上输出了CO2焊接电弧的几个典型参数的动态波形。通过计算机仿真,提出了CO2焊接过程平衡长度的概念,揭示了焊接过程平衡长度的物理过程,CO2焊接过程平衡长度的变化范围必须是大于零、最大值是几毫米(具体值与焊接参数有关)的数量程度。给出了波形控制CO2焊接逆变电源-电弧系统的控制结构,通过仿真可以看出短路过渡CO2焊接逆变电源控制参数对系统的影响规律,辅助优化设计系统。     

CO2焊接过渡过程的仿真

深入探讨了CO2焊的短路过渡行为,试图通过计算机仿真的方法对CO2焊短路过渡过程中的各种参数进行定量的分析。简化了焊接电源及弧长的数学模型。根据焊丝直径、送丝速度确定电感对燃弧的影响关系函数。把电感与短路峰值电流的关系近似为一个分段函数的数学模型。在根据切合实际的条件进行适当简化的基础上,确定了数学模型的边界条件,利用数值模拟的方法,推导出实用的数学模型。用计算机高级语言将模型编译成能在计算机上运行的程序软件,输出波形变化情况,通过模拟示波器即可以观察试验结果。经对比证明仿真结果与实际很接近。     

基于CAN总线的CO2焊接系统设计

针对CAN总线技术在数据传输中具有可靠性、实时性和灵活性等特点,并能构成分布式系统和成本低等优点,设计了以CAN总线为通信、以ARM为控制芯片的数字化CO2焊接电源系统。实现了整个焊接系统的运行数据与CAN总线控制电路的通信,以及CAN总线与上位机的通信等。根据CO2焊接工艺的特点,编程实现了整个焊接系统的数字化控制。详细说明了CAN总线电路、CAN总线的通信协议设计。本研究对实现焊接系统的智能化控制具有一定的参考价值。     

电弧螺柱焊技术的发展与应用

综述了电弧螺柱焊技术的发展和应用。作为一种广泛应用的螺柱焊接方法，电弧螺柱焊技术具有焊接效率高，易于实现自动化控制等优点。以焊接设备的发展更新、焊接材料的研究及应用领域为主要内容，对电弧螺柱焊中的普通电弧螺柱焊和电容储能电弧螺柱焊进行了比较；介绍了电弧螺柱焊中新发展的短周期控制方法，通过短周期拉弧螺柱焊技术与传统电弧螺柱焊技术的对比，突出了短周期控制方法的特点和优点；指出短周期拉弧螺柱焊是当前占主导地位的电弧螺柱焊方法，大直径螺柱的短周期拉弧螺柱焊研究将是重要的研究方向。     

陶瓷衬垫CO2焊与埋弧焊在长直缝焊接中的应用

长直焊缝在高层建筑钢结构对接焊中大量存在,采用陶瓷衬垫CO2焊打底 埋弧焊填充、盖面的焊接工艺,省去碳弧气刨背面清根,焊接效率高,焊缝成形美观.通过对焊接接头的力学性能检验、微观组织观察和分析,证明了该焊接工艺的可行性.     

高速CO_2焊电弧能量检测与分析

设计了焊接电弧动态参数的检测系统,对CO2焊短路过渡中的电弧电压及焊接电流进行实时采集,使用Matlab软件统计分析电弧能量。在不同焊接速度下,对CO2焊的各个过渡阶段的电弧特性进行分析,研究电弧能量与熔滴过渡稳定性之间的关系。试验结果表明,通过对短路过渡过程中各个不同阶段的输入能量的控制,可提高焊接过程的稳定性,实现CO2焊的高速化。     

基于电弧声信号的高压干法水下脉冲MIG焊接稳定性分析

高压焊接实验舱的封闭结构特征为电弧声信号在舱内低噪声传播创造了条件。在对传声器校准的基础上,建立了同步采集硬件系统,同步采集不同环境压力下脉冲MIG焊接的电流、电压和电弧声信号,并在时域和频域上分析了不同环境压力下的电弧声信号,研究电弧声信号特征与高气压环境下脉冲MIG焊接过程的相关性。结果表明,电弧声信号可以反映不同环境压力下脉冲MIG焊接的稳定性以及高压环境焊接过程的电弧能量损失,为进一步研究高压干法水下脉冲MIG焊接创造了条件。     

减小CO2气体保护焊飞溅的研究现状与展望

简述了CO2短路过渡焊的飞溅机理，主要从改善电源外特性、波形控制、一元化控制、智能控制等方面综述了当前广泛使用的电控方法。随着以新型功率电子器件为基础的逆变技术的发展，智能型的波控方法是当前减小CO2短路过渡焊飞溅的主要电控方法。     

CO2焊在压力容器生产中的应用

通过对１６ＭｎＲ钢板采用ＣＯ２焊与手工电弧焊两种焊接方法的焊接接头性能的对比,阐述了ＣＯ２焊在压力容器生产中的应用前景。     

大厚度Q370R焊接工艺

Q370R钢的Ceq约为0.38%-0.48%,焊接性能良好,不需预热,且Q370R钢板要满足较高强度和韧性,需加入Nb、V、Ti与碳、氮形成碳化物、氮化物及碳氮化物。采用埋弧自动焊和CO_2气保护焊,焊丝分别选择H10Mn2 φ 4和ER55-D2,选择合适的坡口形式,并进行焊接工艺评定,制定合理的焊接工艺规范。焊后对进行外观检查、无损检测,去应力退火,退火后进行UT、MT探伤,达到了AWS D1.1标准要求。     

CO2气体保护焊飞溅问题的研究

介绍了CO2短路过渡熔滴的重力、表面张力、电磁收缩力、气体爆破力、粘滞力的特点及对短路过渡过程的影响.分析了飞溅形成的机理和电参数对飞溅的影响,主要从材料措施、电控制措施和外加条件这3个方面综述了当前典型的减少飞溅的方法.     

CO2电弧焊动态过程的MATLAB仿真研究

针对短路过渡工型ＣＯ２电弧焊系统存在本晨线性的特点,采用目前国际控制领域内应用最广的ＭＡＴＬＡＢ软件,建立了“弧焊逆变器一非线性负载”系统的数字仿真模型。该模型以组合图形方式,直观、有效地表征了各一并了的特性。通过系统仿真定量地了Ｃ２电弧焊动态过程,给出功电时接电流随时间变化的仿真波形的短路过渡型ＣＯ２电弧焊系统的相平面图。应用德国产Ｈａｎｎｏｖｅｒ－ＸＩＩ型焊接过程动态分析仪所获得的实测数据与计     

基于电弧声波特征的CO2焊接飞溅预测

在对短路过渡CO2 焊电弧声波信号的时频特征及其与过渡过程、焊接飞溅的相关性分析的基础上 ,利用小波变换的分析方法提取不同频段上的声波能量作为表征飞溅大小的特征向量 ,通过神经网络模型建立特征向量到飞溅量的映射模型 ,从而对CO2 焊接飞溅量的预测。结果表明 ,利用电弧声波信号能够正确地预测焊接飞溅 ,是实现焊接质量在线监控的新途径