铝合金脉冲MIG焊机研制

铝合金在高速列车制造中,占有很重要的地位。铝合金因其独特的物理、化学性能对MIG焊有特殊的要求。本文研制的脉冲MIG焊机,主电路采用大功率晶体管作为主控元件,从铝合金MIG焊特点出发,采用电流脉冲技术控制铝合金MIG焊熔滴过渡行为,在整个焊接电流范围内,均得到小滴射流过渡,电弧挺度好,熔滴过渡均匀。脉冲参数采用一元化调节,操作方便,只要给定送丝速度,其它的脉冲参数均由焊机内部自动产生,实现了自适应控制。铝合金MIG焊在不同的状态有不同的动特性要求,据此本文提出了\     

晶闸管脉冲MIG焊机的研制

通过在NBC－500－1型晶闸管CO2焊机控制回路中加入脉冲控制电路,使原焊机具有脉冲MIG焊的功能。试验证明,利用此改装的脉冲焊机在脉冲铝合金焊接时,焊接电弧稳定、焊缝成形质量良好,达到脉冲铝合金焊机的要求。     

设计铝合金MIG焊机的特殊问题及其对策

铝全金的应用日益广泛，ＭＩＧ焊是铝合金焊接的主要方法之一，本文系统分析了设计铝合金ＭＩＣ焊机的特殊问题，论述了相应的解决措施。     

铝合金脉冲MIG焊控制方法研究

脉冲ＭＩＧ焊在铝合金焊接中有很大优势，本文分析了几种脉冲ＭＩＧ焊控制方法，确定以调节Ｔｂ为核心的脉冲ＭＩＧ焊电弧控制系统，论述了脉冲参数设计方法，使用该控制系统构成的焊机，取得了较好的工艺效果。     

铝合金脉冲MIG焊电弧稳定性

对ＳＡ１Ｓｉ５和ＳＡｌＭｇ５两种铝金焊丝的熔化特性和不同电源外特性对脉冲ＭＩＧ焊电弧稳定性的影响进行了分析，提出了有效地控制薄板铝合金脉ＭＩＧ焊接工艺方法。     

铝合金MIG焊机的辅助控制系统

针对铝合金MIG焊易形成引弧点未熔合、焊缝成形不良、弧坑裂纹和易氧化缺陷的问题，进行了铝合金MIG焊机的辅助控制系统设计。     

脉冲MIG焊机数字化控制设计

在80C196KC微机控制脉冲MIG焊机的基础上，提出了一种基于单片机80C196KC和TMS32UC5402数字信号处理器（DSP）的双机控制系统的脉冲MIG焊机设计方案，实现了焊机的数字化控制。     

铝合金脉冲MIG焊电压信号概率密度分析

针对铝合金脉冲MIG焊过程中不同参数匹配下的稳定性问题,采用焊接电压信号概率密度分布的分析方法,计算了焊接过程电弧电压信号概率密度,并分析研究了概率密度分布中的两个峰值,同时参照实际对比分析焊缝成形的情况.结果表明:电弧电压信号概率密度分布中存在两个峰值,第一个峰值越小,第二个峰值越大,焊缝成形越好,焊接过程越稳定;反之焊缝成形不好,焊接过程不稳定.     

铝合金脉冲MIG焊动态过程辨识

针对铝合金脉冲MIG焊熔池动态过程,设计了阶跃响应试验,利用曲线拟合法对基值电流、送丝速度与熔宽的模型分别进行了辨识,分析了基值电流、送丝速度对熔宽的影响规律,为铝合金脉冲MIG焊过程控制提供了理论依据.     

交流脉冲MIG焊接铝合金薄板的工艺特性

交流脉冲MIG焊其焊缝熔深及焊丝熔化速度不仅与焊接电流有关，而且与负极性比率有关。当负极性比率等于零即直流且焊丝为正极性的MIG焊时，其焊缝熔深最大，焊丝熔化系数最小，熔敷速度最小；随着负极性比率增加，焊缝熔深减小，同时焊丝熔化系数增加，熔敷速度增加。交流脉冲MIG焊接铝合金薄板时，通过调整焊接电流及负极性比率，形成浅焊缝熔深的同时，形成较高的熔敷速度，从而可以提高焊接速度，避免出现烧穿及熔池下塌现象，保证焊接质量。     

基于动态PLS框架的铝合金脉冲MIG焊解耦控制设计及仿真

针对铝合金脉冲MIG焊中存在的多变量强耦合、难建模等特点,利用动态PLS控制框架在解耦、建模等方面的优势,将多变量的控制转换成为多个单回路的控制,并对各控制回路单独进行PID控制器设计.介绍了动态PLS建模及基于动态PLS建模框架的控制器设计的结构与特点,并将该控制器设计方法引入到铝合金脉冲MIG焊中,并进行仿真试验.仿真验证采用动态PLS框架的控制器设计方法能获得满意的动态和稳态特性,并可应用于其它焊接过程,为基于数据驱动的动态建模控制方法在复杂焊接过程中的应用奠定了基础.     

铝合金脉冲MIG焊过程PID控制器设计与仿真

针对铝合金脉冲MIG焊过程,根据建立的占空比与焊接正面熔宽之间动态关系的数学模型,设计了非线性PID控制器和遗传算法优化的PID控制器,并分别对其在焊接过程中占空比对熔池正面熔宽阶跃动态响应的控制效果进行了MATLAB仿真研究.结果表明,非线性PID控制方法具有比遗传算法优化的PID控制方法更好的控制效果.     

铝合金薄板高斯脉冲MIG焊

提出了GAUSS-MIG焊模型,成功在2 mm和3 mm厚度的铝合金薄板进行了焊接试验.通过分析试验采集的信号,发现焊接电流电压波形规整、分布有规律,重复性好,能量输入集中,弧长稳定,证明了GAUSS-MIG焊的焊接过程平稳.GAUSS-MIG焊焊缝的力学性能比传统的铝合金双脉冲焊有一定的提高,并且焊缝外观鱼鳞纹清晰工整,表面光亮,熔高和熔深合适,焊接过程几乎无飞溅发生,电弧声柔和,焊接质量好.     

铝合金脉冲MIG焊熔宽控制系统仿真

利用熔池图像视觉传感系统和相应的图像处理算法建立脉冲电流占空比与正面熔宽的阶跃响应模型，在熔宽变化给定量分别为3、4和5mm的情况下对模糊控制器和遗传算法优化的PID控制器的控制效果进行仿真。仿真结果表明：为了使PID控制器取得最佳控制效果在不同误差条件下需采用不同的参数，而模糊控制器在结构和参数不变的情况下对不同误差均可得到良好的控制效果。该研究结果为铝合金脉冲MIG焊熔宽控制系统的设计提供了理论依据，实验表明控制系统工作有效。     

铝合金双脉冲MIG焊熔宽控制

针对铝合金中厚板恒定规范焊接过程中的热积累效应强、焊缝熔宽逐渐变宽甚至出现焊塌等问题,提出了基于视觉实时传感的熔宽变化,并通过改变周期性双脉冲中的高能脉冲时间即双脉冲占空因数来调节热输入进行熔宽控制的方法,并建立了基于Labview的熔宽视觉传感和xPC Target实时目标环境的快速原型控制系统来进行闭环控制.结果表...     

7N01铝合金脉冲MIG焊接头组织与力学性能分析

采用脉冲MIG焊接方法分四层焊接12 mm厚7N01铝合金板材,研究了焊接接头的显微组织与力学性能。显微组织结果表明,从盖面层依次到打底层焊道受热循环次数逐渐增加,焊缝组织晶粒越来越粗大,并有明显的交界线;部分熔化区越来越宽,晶粒重熔也逐渐严重。力学性能结果表明,焊缝区硬度明显低于母材硬度,焊接接头的抗拉强度达到312 MPa,断后延伸率9.7%,断裂位置均位于焊缝;焊缝区低温冲击韧性32.5 J/cm2,热影响区低温冲击韧性37.2 J/cm2。试验表明,7N01铝合金采用脉冲MIG焊接方法焊接性能良好。     

基于电弧电压概率密度铝合金脉冲MIG焊稳定性分析

针对铝合金脉冲MIG焊过程稳定性评估问题,提出了基于电弧电压信号概率密度的分析方法.利用焊接过程电弧电压信号概率密度分布中的第一个峰值与第二个峰值的比值作为评价铝合金脉冲MIG焊过程稳定性的指标,通过对80组焊接试验中的电弧电压信号进行概率密度计算得到每一组概率密度分布中两个峰值的比值以此建立铝合金脉冲MIG焊过程稳定性评价体系.电压概率密度分布中两个峰值的比值越小,焊接过程越稳定;反之越不稳定.     

高强铝合金厚板双丝MIG焊工艺的初步研究

建立了高强铝合金双丝MIG焊熔滴过渡高速摄像系统以及焊接参数采集系统,获取了不同工艺规范下的脉冲熔滴过渡形式.实验表明一脉一滴工艺规范焊缝成形好,工艺过程稳定,应为首选过渡形式.确定了在一脉一滴情况下的焊接工艺规范参数区间,在此区间内可以实现稳定的一脉一滴熔滴过渡,为控制焊接热输入量及焊缝成形奠定了基础.     

微量氮对5086铝合金MIG焊接性能的影响

文中采用纯Ar,75% Ar+25% He,Ar+N₂三种保护气体对5086铝合金进行了MIG焊接,研究保护气体对5086铝合金焊缝熔深以及对接接头力学性能的影响,通过焊接过程高速摄像、XRD试验,探讨保护气体对5086铝合金焊缝熔深影响的机理.结果表明,纯氩气相比,氩气中加入微量氮气显著增加焊缝熔深进而提高铝合金MIG焊的焊接效率,同时其焊缝质量及力学性能未受影响.其原因为:氮化铝的出现将阴极斑点固定在氮化铝出现较多的焊缝区域,使电弧阴极区相对稳定集中,增加电弧能量密度;氮化铝可以抑制阴极区金属铝蒸汽所带走的阴极区能量损失.     

铝合金MIG自动焊焊接工艺

研究了铝合金车体单丝和双丝MIG自动焊的焊接方法,通过焊接对比试验,分析焊接接头的组织和力学性能,总结出两种焊接方法的最佳工艺参数.试验结果表明,双丝MIG自动焊接具有焊接速度快、热输入小、焊缝组织晶粒细小均匀、接头力学性能良好、生产效率高等优点,适用于铝合金车体批量焊接生产.