焊接电参数的一种新型测试方法

为保证焊接过程的稳定性和焊接质量的可靠性,在焊接过程中对焊接电参数的监测十分必要.采用德国汉诺威大学"材料连接焊接工艺研究中心"开发的汉诺威焊接质量分析系统,对焊接过程电参数进行精确的统计分析,自动生成电弧电压、焊接电流概率密度分布曲线、电弧电压和焊接电流的波形图以及熔滴短路时间t1、电弧的燃弧时间t2、短路周期tC频数分布图,并且精确地得出相关数据.试验结果表明,汉诺威焊接质量分析系统能够对焊接工艺参数进行评估和优化,为科学评价焊接材料工艺性,提供了新的手段.     

基于Simulink的GMAW短路过渡焊接回路系统的仿真

研究熔滴过渡情况对熔化极气体保护电弧焊(GMAW)焊缝成形以及冶金过程有重要意义.基于Simulink建立了GMAW短路过渡焊接回路系统模型,对动态焊接电流、焊接电压进行仿真,并分析了不同工艺参数时焊接电流、焊接电压的变化.该模型的建立可用于研究短路过渡的稳定性、焊接质量的提高和冶金过程的改善.     

工艺参数对TIG焊接温度场影响规律的有限元模拟

针对奥氏体不锈钢0Crl8Ni9的TIG焊接过程,建立了相应的数学模型和物理模型,并基于ANSYS平台进行有限元计算,分析了焊接速度、焊接电流和电弧电压等工艺参数对焊接温度场的影响规律。结果表明,在其他条件一定的情况下,焊接电流和电弧电压直接影响焊接热输入,进而对焊接热循环的峰值温度影响显著。焊接速度仅对熔合区和热影响区的峰值温度有较大影响,但对母材其他部位的影响较小。     

镁合金双弧焊接过程研究与分析

研究了镁合金MIG-TIG双弧焊接方法,通过工艺实验获得了影响焊接过程的工艺参数(电流、弧长、焊丝末端与钨极末端的间距、焊接速度等)。在总电流为140 A,旁路电流为115 A,电弧电压为21 V,焊丝末端与钨极末端间距为3 mm时获得了成形较为美观的焊缝。分析了工艺参数对焊接过程及焊缝成形的影响,为进一步提高镁合金双弧焊接过程稳定性,获得质量高成形好的焊缝提供了一定的理论基础。     

脉冲磁场作用下GMAW电弧动态过程分析

针对熔化极气体保护焊短路过渡焊接过程不均匀、电弧稳定性差、飞溅较大且焊缝成形欠佳的缺点,建立了横向脉冲辅助磁场,使其作用于短路过渡焊接过程的熔滴短路时刻,根据短路过渡周期Tc及变异系数CV,优化了辅助磁场MIG/MAG焊接工艺参数.实验表明:当脉冲磁场持续时间ton取值为特定焊接参数下短路时间T1的统计平均值时,短路过渡周期趋于均匀,电弧短路过渡周期Tc及变异系数CV降低,短路过渡液桥加速断开,短路峰值焊接电流降低,从而使短路过渡末期能量积累以及电爆炸飞溅几率降低,并且使熔滴过渡过程稳定.     

基于工业机器人的焊缝参数自适应控制方法

针对焊接机器人作业过程中焊接参数不能实时调整的问题，提出一种自适应焊接系统，能根据不同的焊缝间隙实时改变焊机的电流电压及焊接速度。探讨焊缝间隙的实时测量，分别对不同间隙情况的DC03板材进行不同焊接速度以及不同送丝速度下的焊接实验，,并对其对接焊缝进行抗拉强度分析，得到了最佳参数。试验验证，自适应系统在焊接过程中能自动调整相关参数，找出不同间隙板材与送丝速度、焊接电流与焊接电压变化的最佳值，获得最优焊接质量。     

水蒸气保护下电弧堆焊工艺特点

通过分析不同焊接规范下的焊接电压和电流的波形,研究了水蒸气保护下电弧及熔滴过渡的特点,发现其电弧过程行为有“燃弧－熄弧－短路”两种形式,在焊丝直径和送丝速度一定的情况下,通过调节焊接回路中的电感量和电源电压,可以改变电弧的过程行为形式。若电弧过程呈“燃弧－熄弧－短路”交替进行,并且熄弧时间最短时,短路过渡频率最高,在这种情况下,飞溅小,焊道成型好,焊接过程稳定。     

低能量输入焊接法参数匹配对能量输入的影响

为了研究低能量输入焊接法参数匹配对能量输入的影响规律,通过对比传统短路过渡与推拉丝短路过渡的特点,分析了推拉丝短路过渡可以降低能量输入的原因．根据波形控制方案,采用自行研制的低能量输入焊接系统,通过试验找出了短路后期电流和燃弧脉冲峰值电流的匹配关系．试验结果表明,适当提高短路后期电流,降低燃弧脉冲峰值电流可以得到同样的焊接效果,能进一步降低焊接过程的能量输入．     

波形控制CO2焊接逆变电源—电弧系统的仿真研究

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的难点,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焊接焊丝熔化速度与送丝的平衡长度的概念,揭示了焊丝平衡长度的物理过程,这对研究CO2焊接过程有重要意义,给出了评价计算机仿真CO2焊接过程正确与否的基本原则,即CO2焊接焊丝平衡长度的变化范围必须是大于0,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。     

水蒸气保护焊短路过渡动态过程研究

在测定了水蒸气作为保护气体时的电弧物理特性参数的基础上,对水蒸气保护焊下短路过渡的动态过程进行了模拟,模拟结果与实验结果相吻合,随着电源电压与电感值的升高,短路过渡形式由燃弧－－熄弧－－短路－－燃弧,向燃弧－－短路－－燃弧过渡,研究了电源电压、电感和送丝速度等焊接参数对短路过渡动态过程的影响,把电弧过程呈燃弧－－熄弧－－短路－－燃弧交替进行,并且熄弧时间最短,短路频率最高作为研究目标,找出此条件下具体的电源电压与电感值及其关系,为制定焊接规范提供依据。     

超声波塑料焊接过程声学系统电参数的检测

在超声波塑料焊接过程中, 针对声学系统的输入电信号受到焊接过程负载变化的直接影响,研制了一种超声波电信号测试系统,可以对超声波塑料焊接过程中功率、电压电流有效值、相位差及频率信号等进行快速准确的在线检测,而且可以对测量结果进行实时纪录、分析处理．测试结果表明,超声波电信号能够有效地反映焊接过程的变化,为实现焊接过程质量控制提供了可能．该系统还可以应用于功率超声的其他领域．     

双电极焊条两芯间距和焊接电流对单弧焊工艺的影响

研究了钛钙型双电极焊条的两芯间距和焊接电流对单弧焊工艺的影响 .研究结果表明 ,钛钙型双电极焊条的两芯间距是控制焊接电压的最重要因素 ,焊接时调节双电极焊条与工件间距离对电弧电压影响很小 ,随双电极焊条两芯间距的增大 ,电弧电压升高 ;在两芯间距一定的条件下 ,随焊接电流增大 ,电弧电压线性升高 ;对于药皮重量系数为 45.6%的 2×Φ4mm钛钙型双电极焊条 ,在两芯间距为 1.2～ 1.7mm ,焊接电流为 180～ 2 2 0A的工艺条件下进行焊接 ,焊缝成形较好 ,力学性能满足国家标准的要求     

基于BP神经网络的GMAW焊接工艺参数设计

焊接工艺参数决定着焊缝几何尺寸和焊接接头的组织性能,正确地设计焊接工艺参数是焊接结构生产的重要工作,基于数值模拟和神经网络技术,以焊接质量信息（焊缝几何尺寸和冷却时间）为输入,焊接工艺参数为输出,建立了BP网络设计焊接工艺参数系统,对该网络的性能进行了测试和验证。     

短路过渡的GMAW电弧声信号特征及产生机理

从时域和频域两方面分析了短路过渡的GMAW焊接过程中产生的电弧声信号特征，发现电弧声波呈现“振铃”形信号，主要产生于短路结束再引弧阶段，与电弧功率的微分信号相关性最大，频率主要集中在4－8kHz。并根据其信号特征探讨了电弧声的产生和形成机理，认为电弧能量的变化是产生电弧声的激励源，保护气流、弧柱等构成时变的声道系统，声音激励和声道系统共同作用产生电弧声。     

新型不锈钢基PbO2/PbO2-CeO2复合电极材料的研制

报道了在不锈钢基体上电沉积制备PbO2／PbO2-CeO2复合电极材料．研究了电沉积工艺参数对不锈钢表面沉积二氧化铅的影响．采用XRD、SEM对得到的电极进行了相结构和形貌分析，把该新型电极材料应用于电积锌过程并与传统的铅电极进行了对比，结果表明，采用不锈钢基PbO2／PbO2-CeO2复合电极材料，锌电积过程的槽电压降低，电流效率高．     

基于视觉传感的超声-MIG焊熔滴行为分析

针对镀锌钢在焊接时对焊接参数难以精确控制,导致焊接接头质量较差,从而对镀锌钢超声-MIG焊接过程中的熔滴过渡机制进行深度研究。实验基于视觉传感器在不同的焊接电参数下,对比了超声-MIG与MIG焊接过程,通过图像处理技术提取熔滴的特征参数。结果表明：在焊接小功率参数下,熔滴过渡方式主要是短路过渡,超声此时会阻碍熔滴过渡,熔滴轮廓面积减少,距离熔池高度增加。当焊接功率增大时,在超声辅助作用下熔滴过渡方式主要是大滴过渡和射流过渡,熔滴的几何尺寸均减少,距离熔池高度减少,向熔池过渡频率增加。最后提出一种焊接过程中的熔滴计数算法,实验验证在1 000帧熔滴图像时间内,熔滴过渡周期最高可达37次,保证焊接过程中质量的稳定性,加速了焊接智能化发展。     

20钢管道对接埋弧自动焊接温度场模拟

管道焊接过程中,温度场的分布对焊接的质量有重要影响.本文采用有限元法,建立了20钢管道对接焊接接头有限元计算模型,通过设置一定的焊接电压、焊接速度以及热源有效利用率,对在不同焊接电流输入条件下的三维瞬态温度场进行了模拟.计算得到了焊接熔池不同位置的热循环曲线,同时还得到了热影响区的热循环曲线.通过改变焊接电流调试能量输入,最终获得最佳焊接电流选取范围为720~800A,对焊接工艺参数的选取起到导向作用.     

水下湿法自保护药芯焊丝焊接成型气孔产生机理研究

采用自制水下湿法药芯焊丝以及水下自动焊接系统,通过不同焊接参数下的焊缝成形对比,研究了水下湿法焊接气孔产生的机理。分析了焊接工艺参数对水下湿法焊接气孔产生的影响规律,确定了水下湿法焊接气孔控制的最佳工艺参数范围。结果显示,在焊缝宏观表面成形质量较好以及焊接过程稳定的工艺参数范围内,随着送丝速度(电流)的增加和焊接速度的增加,产生气孔的几率也随之增加;随着电压参数的提高,干伸长参数数值增加,产生气孔的几率减少;焊枪摆动速度参数过大或者过小都会使产生气孔的几率增加。     

超声波塑料焊接过程场学系统电参数的检测

在超声波塑料焊接过程中,针对声学系统的输入电信号受到焊接过程负载变化的直接影响,研制了一种超场波电信号测试系统,可以对超声波塑料焊接过程中功率、电压电流有效值、相位差及频率信号等进行快速准确的在线检测,而且可以对测量结果进行实时纪录、分析处理。测试结果表明,超声波电信号能够有效地反映焊接过程的变化,为实现焊接过程质量控制提供了可能。该系统还可以应用于功率超声的其他领域。     

焊接规范参数对带极堆焊电弧发生率的影响

采用焊接电压波形分析法，对影响宽带极（７５ｍｍ）电渣堆焊和高速带极堆焊电弧发生率的因素及其变化规律进行研究。