基于能量最小原理的熔化极气体保护电弧焊短路过渡液桥形状动态模型

基于能量最小原理,建立了熔化极气体保护电弧焊(Gas metal arc welding,OMAW)短路过渡液桥形状动态变化的模型.在一定的假设条件下,以电磁力、表面张力、重力共同作用下的液桥某体积元上具有的能量(势能)最小,建立 GMAW 短路过渡液桥形状动态变化的模型,结合焊接回路的动态模型,对液桥形状动态变化进行仿真计算,并在此基础上进一步进行模型的试验验证和模型的误差分析.研究结果表明,建立的GMAW短路过渡液桥形状模型所描述的液桥轮廓动态变化趋势与试验结果比较吻合,实际焊接过程中的液桥形状还受到磁偏吹、焊接运动过程、熔池作用、保护气体流动等的影响,这些影响是造成液桥形状模型误差的主要因素.     

短路过渡CO2焊接熔滴形状数值模拟与控制

为了进一步提高短路过渡CO2气体保护电弧焊的工艺性能和焊接质量,根据高速CCD摄像获得的熔滴及其短路过渡图像,分析了熔滴与熔池短路前的形状对熔滴与熔池的短路、熔滴在熔池中的铺展及液桥缩颈形成的影响.采用熔滴静力平衡模型研究了电磁力(燃弧电流)、表面张力、重力与熔滴形状的关系,并通过对燃弧电流的精确控制实现了对熔滴形状的有效控制.当熔滴与熔池短路前为细长形状时,短路过渡过程稳定柔顺,而当熔滴为扁平形状时,则不利于熔滴的短路过渡,甚至产生瞬时短路.燃弧阶段的熔滴形状体现了各种力对熔滴的作用,而电磁力(燃弧电流)是决定熔滴形状的主要因素.根据燃弧电流对熔滴形状的影响规律,提出了采用前期大、后期小的燃弧电流控制原则,以在燃弧的不同阶段获得不同的熔滴形状.试验结果表明该控制方法获得了良好的适合于熔滴短路过渡的短路前熔滴形状,短路过渡过程柔顺稳定,消除了瞬时短路以及由此导致的飞溅,改善了熔滴的短路过渡行为,短路过渡结束后焊丝端部的残余液态金属具有良好的一致性.     

短路过渡CO_2焊接短路历程分析与控制

在剖析短路历程对短路过渡CO2焊接的焊接过程稳定性、焊接工艺性能和焊接质量影响的基础上,首先对短路历程不同阶段熔滴液桥的受力分析可知,短路初期较大的焊接电流将阻碍熔滴在熔池中的顺利铺展,而短路中后期的脉冲大电流将强化电磁力对液桥缩颈的形成;进而在依据短路期间电源输出回路电阻变化曲线对短路进程进行判断的基础上,采用在短路初期施加小电流、在中后期施加脉冲大电流、在缩颈破断前降低焊接电流的短路电流控制方法,对短路历程的控制进行了实验研究。结果表明,短路历程的一致性得到有效控制,短路过渡CO2焊接的焊接工艺性能得到显著改善。     

短路过渡CO2焊接短路历程分析与控制

在剖析短路历程对短路过渡CO2焊接的焊接过程稳定性、焊接工艺性能和焊接质量影响的基础上，首先对短路历程不同阶段熔滴液桥的受力分析可知，短路初期较大的焊接电流将阻碍熔滴在熔池中的顺利铺展，而短路中后期的脉冲大电流将强化电磁力对液桥缩颈的形成；进而在依据短路期间电源输出回路电阻变化曲线对短路进程进行判断的基础上，采用在短路初期施加小电流、在中后期施加脉冲大电流、在缩颈破断前降低焊接电流的短路电流控制方法。对短路历程的控制进行了实验研究。结果表明，短路历程的一致性得到有效控制，短路过渡CO2焊接的焊接工艺性能得到显著改善。     

IGBT逆变弧焊电源CO2气体保护焊飞溅的波形控制

随着逆变焊机的发展和数字技术的应用,逆变CO2气体保护焊电源可通过调节焊接电源输出的电流与电压来控制熔滴过渡,改善焊缝成形,降低飞溅.根据熔滴过渡不同阶段的要求产生电流与电压控制信号,进行波形控制可实现调节短路电流上升速度,以减小短路峰值电流,降低短路爆炸能量;减少瞬时短路的次数;通过短路后期液桥颈缩电压上升率切断短路电流,消除电爆炸能量.以此有效减少CO2气体保护焊短路过渡产生的飞溅量,为低飞溅CO2气体保护焊的设计与实现提供有力保证.     

时代逆变波控气体保护焊机

A1 2 0 - 40 0 / 50 0 (系列 )是总结时代集团公司前几代气保焊机的研制、开发和生产的经验 ,结合气保焊机的近期发展趋势 ,在时代 IGBT逆变电源的基础上通过采用电子电抗器对短路过程进行波形控制技术的新一代半自动熔化极气保焊机。在 CO2 气体保护焊中 ,短路过渡是一种主要的熔滴过渡形式。短路过渡焊接过程中飞溅大和焊缝成形不好这两大难题一直未能得到很好的解决。除焊接参数不合适及焊材方面的原因外 ,主要是短路末期熔滴液桥破断电爆炸飞溅及短路初期的瞬时短路飞溅 ;焊缝成形不好的原因是周期性的短路过程使电弧对母材熔化不足 …     

波控短路过渡CO2焊接恒频自适应控制系统

针对短路过渡CO2焊接工艺的特殊性,基于熔滴与熔池短路阶段电源输出回路电阻的变化特征,确定了有利于消除瞬时短路及提高熔滴过渡规则性的焊接电源输出电流波形.在对短路过渡频率及焊丝伸出长度进行实时检测的基础上,采用MC68HC11A1单片机为主控CPU,建立了焊丝伸出长度变化前馈补偿-短路过渡频率负反馈控制的波控短路过渡CO     

刀具齿廓形状对齿轮齿根应力的影响研究

本文介绍了机械工业生产中不同齿廓形状刀具加工形成的齿根过渡曲线类型,并且通过刀具齿廓参数推导出齿根过渡曲线方程。在SolidWorks中建立了不同齿廓形状刀具加工形成的齿轮精确模型,使用Simulation对这些模型分别进行了有限元分析,从而研究刀具齿廓形状对齿轮齿根应力的影响。     

波控短路过渡CO_2焊接恒频自适应控制系统

针对短路过渡ＣＯ２焊接工艺的特殊性,基于熔滴与熔池短路阶　段电源输出回路电阻的变化特征,确定了有利于消除瞬时短路及提高熔滴过渡规则性的焊接　电源输出电流波形。在对短路过渡频率及焊丝伸出长度进行实时检测的基础上,采用ＭＣ６８ＨＣ　１１Ａ１单片机为主控ＣＰＵ,　建立了焊丝伸出长度变化前馈补偿—短路过渡频率负反馈控制的波控短路过渡ＣＯ２焊接恒频自适应控制系统,以提高焊接工艺过程的稳定性、抑制焊丝伸出长度变化对焊接工艺过程的扰动。     

自保护药芯焊丝熔滴过渡的控制

从药芯组成和焊接工艺两方面对自保护药芯焊丝熔滴过渡的影响进行了研究 ,对熔滴过渡的受力进行了分析 ,研究结果表明 :适当增加气体动力即增大药芯中C、O质量分数 ,添加表面活性剂可提高颗粒过渡、射滴过渡的比例。电流、电压主要影响作用在熔滴上的电弧力 ,电流增大短路非爆炸附渣过渡、短路爆炸过渡及爆炸过渡的比例增大。电压增大使短路爆炸过渡、颗粒过渡、射滴过渡的比例增加。电流电压同样也对过渡时间有影响。而过渡时间对熔滴保护效果以及飞溅大小有重要影响     

CO2气体保护焊短路过渡与电弧电压关系的研究

针对CO2短路过渡气体保护焊过程中的飞溅问题，通过焊接质量分析仪采集电压、电流动态信息，找到与飞溅相关的熔滴缩颈、熔滴短路和熔滴小桥爆断时刻的标志信息，为短路过渡气保焊过程在线监控提供高品质的信息源。     

高强度X80钢的GMAW熔滴过渡行为研究

高强度X80钢管道的主线焊接方式为GMAW,根焊时采用内部短弧控制.本文研究了X80钢的GMAW熔滴过渡行为,采用高速摄影设备,拍摄观察了熔滴过渡过程,并提取了短路过渡中对应的电信号,研究了它们之间的动态响应过程.研究发现,熔滴过渡过程中受电磁力的影响较大,合适的焊接参数可以使熔滴平稳过渡.     

GMAW电弧声的参数化模型及应用

以焊接质量在线监控为目的,针对短路过渡气体保护焊(GMAW)电弧声信号进行了时域和频域特征分析,提出电弧声道的概念,建立其参数化等效电气模型。利用线性预测(LPC)模型参数构造径向基函数(RBF)神经网络输入样本空间,对焊接保护气流量不足进行了在线模式识别。研究认为：电弧声呈现振铃形信号,主要发生于短路结束再引弧时刻,大部分能量分布在10 kHz以下频带。电弧声源于电弧能量变化,电弧及其周边的物理和几何形态形成分布参数的声道系统。电弧声是声源和声道共同作用的结果,其频谱主要取决于声道的作用。声道可用时变系数的数字滤波器等效,LPC是其参数化模型的一个估计,在焊接质量在线监控方面具有应用价值。     

干式空心电抗器匝间短路故障暂态特性仿真研究

从理论上分析了干式空心电抗器从正常运行状态到匝间短路故障状态下的匝间短路动态过程,建立了暂态电路耦合计算模型,并利用ANSYS Maxwell软件模拟了匝间短路故障的暂态特性,提出了通过安装在电抗器封装上的检测线圈实现对电抗器短路位置引起的磁场突然变化的检测方法。通过实验研究表明,采用本文提出的方法可以在较早的故障期间检测到匝间短路故障。     

“<Emphasis Type="SmallCaps">disassembly plan approach based on subassembly concept</Emphasis>”

A three-dimensional numerical model is established to study the temperature and fluid flow fields in the twin-wire gas metal arc welding (GMAW) process. The high-speed photography system is used to capture the images of the weld pool during the welding. Based on simulation and experimental results, the weld pool formation, convection, and stability in twin-wire GMAW process are investigated. Both “push-pull” and outward flow patterns exist in the twin-wire GMAW weld pool, which can contribute to decreasing the height of the bulge and increasing the width of the pool. The convection in the weld pool can proceed adequately, the arc force between the leading and trailing arcs is relatively balanced, surface tension normal force is uniform along the liquid channel, and the liquid channel is capillary stable, all of those contribute to the stability of the weld bead. The simulation results are in good agreement with those in the experiment.     

基于显微视觉的毛细力动态检测方法

针对微操作进程中毛细力实时检测的需求，提出基于显微视觉的毛细力动态检测方法。通过Hough变换的微球对象定位和归一化的平方差相关性的操作工具跟踪方法获取实时位置信息，确定液桥兴趣区域。基于Shi-Tomasi角点检测的液桥端点识别方法提取液桥轮廓，并求解毛细力。搭建显微视觉测量装置，分析检测进程和检测精度。结果表明：平面-球面配置下的动态毛细力的平均检测精度为1.65 μN，且可实时获取接触角、液桥体积等参数。     

电流舵DAC动态误差分析与建模

为设计应用于现代宽带无线通信系统中的具备高动态性能的高速电流舵数据转换器（DAC）接口电路,首先针对“电流舵DAC中由非理想的电流开关转换引入的动态非线性误差导致输出谐波失真”的机理进行了理论分析和公式推导,得到了实际电流舵DAC电路参数及编码方式与DAC输出信号谐波失真幅值之间的量化关系。然后在Matlab中建立了电流舵DAC的行为级模型用于评估非理想开关转换及编码方式对输出信号动态无杂散范围（SFDR）指标的影响。设计了一个12位电流舵DAC电路用于验证该行为级模型的有效性。通过分析模型的仿真结果,得到了具有重要的电路设计指导价值的结论。     

基于DSP控制的隔离型功率因数校正变换器研究

采用全桥拓扑结构作为实验研究的主电路,并在全桥的输入端增加传统Boost型功率因数校正变换器(PFC)的输入电感,构成隔离型PFC.对该隔离型PFC的基本工作原理进行简单分析,并通过与传统PFC等效的方式对该主电路建立小信号动态模型.在DSP控制技术的基础上,具体分析了针对隔离型PFC变换器的控制方案,并实现之,获得良好的动态响应特性和稳态调节特性.最后,制作了试验样机,验证了该隔离型变换器的优良性能,其满载功率因数达到0.995.     

Measurement of synchronous machine parameters using Kalman filter based fuzzy logic estimator

This paper presents a new Kalman filter/fuzzy logic approach for estimating synchronous machine parameters from short circuit tests. The technique uses on-line noisy measurements of the short circuit current for estimating direct axis reactances, and time constant synchronous machine parameters. The approach is based on expressing short circuit current as a discrete time linear dynamic system model suitable for the Kalman filter to estimate the parameters. Fuzzy rule-based logic is used to tune-up measurement noise levels by adjusting the covariance matrix. The results show a better convergence using fuzzy logic than those solely using the Kalman filter.