SACTIG与VPTIG电弧稳定性的比较分析(一)

采用高速录像系统、焊接电弧分析仪同步实时采集SACTIG（sine alternative current TIG）与VVFIG（variable polarity TIG）焊接电流、电弧电压、电弧形态信息。比较分析了SACTIG与VPTIG焊在焊接电流过零期间,焊接电弧稳定性与相关参数之间的关系。研究表明,工频正弦交流TIG电弧电流过零期问可能会发生熄弧和再引弧现象。焊接电流增加到一定值时,就可消除熄弧和再引弧现象,使工频正弦交流TIG电弧也具有良好的电弧稳定性。再引弧电压越高,电弧稳定性越差;再引弧电压等于电弧电压,就不会发生熄弧和再引弧现象。     

变极性TIG焊的微电流短路引弧方法

基于变极性TIG焊在铝合金焊接时的电弧特点,设计出一种针对变极性TIG焊的微电流短路引弧方式,可以有效解决变极性TIG焊接,特别是DCEP(电极接正、工件接负)状态时,接触引弧容易出现的钨极烧损问题。该短路引弧方式将整个变极性短路引弧过程分为短路、维弧以及电流缓升三个阶段,其中短路阶段的电流可以取2～3 A的微电流进行引弧。实验证明,其引弧成功率较高,微电流短路引弧的效果理想。     

TIG焊电弧辅助MIG焊引弧过程分析与机理探讨

在TIG-MIG复合焊中,先引燃的TIG焊电弧能够辅助MIG焊实现非接触引弧,且在整个非接触引弧过程中不产生焊接飞溅. 利用电信号与高速摄像同步采集系统获取MIG焊引弧过程的电弧电压、焊接电流和电弧图像,研究了先引燃的TIG焊电弧及其参数变化对MIG焊引弧过程及引弧方式的影响. 结果表明,细长放电通道形成于MIG焊丝末端与TIG焊电弧之间是TIG焊电弧辅助MIG焊实现非接触引弧的关键;TIG焊电弧辅助MIG焊实现非接触引弧对TIG焊接参数的变化具有良好的适应性. 此外,基于气体间隙击穿的流注理论,探讨了细长放电通道的形成过程,揭示了TIG焊电弧辅助MIG焊实现非接触引弧的机理.     

变极性TIG焊电弧燃烧稳定性与恒占空比控制

电流换向的快速性和稳定性是影响变极性TIG焊接电弧燃烧稳定性的关键因素，尤其是在小电流变极性TIG焊时，极易出现熄弧和电弧燃烧不稳定问题. 对电流换向期间的电压/电流波形深入分析发现，一次逆变采用基于PID的电流反馈控制获得恒流输出时，在电流换向结束后易产生焊接电流回调现象，小电流焊接时甚至降至零，从而导致电弧熄灭，这与PID控制中的di/dt项密切相关. 提出了一次逆变在电流换向期间采用恒占空比控制新方法. 结果表明，该方法可有效提高换向电流的响应速度，防止换向后的电流回调或超调，增强了变极性电流换向过程的稳定性.     

变极性TIG焊微电流短路引弧技术研究

基于变极性TIG焊电弧的特点,在作者研发的双芯双逆变变极性TIG焊电源的基础上,设计出了一种针对变极性TIG焊的微电流短路引弧方式,将整个引弧过程分为:短路阶段、维弧阶段和电流缓升阶段。可以有效的解决变极性TIG焊在短路引弧时容易出现的钨极烧损、电流过冲等问题。并针对不同输出电源类型,不同被焊材料,进行了微电流引弧试验。试验证明:DCEN,DCEP,脉冲输出时均能实现短路电流为1~2 A的微电流稳定引弧,未出现明显的钨极烧损,引弧成功率高并且没有出现熄弧的现象。     

变极性TIG焊接电弧稳定性分析

通过对变极性TIG焊接电弧稳定性试验研究,发现小电流电弧极性切换时容易引起熄弧.同时,电弧等效电阻的变化导致严重的换向冲击.原因是:电路的等效电容、电感引起小电流换向速度慢,电弧等效电阻变小引起换向冲击.通过二次主电路加耦合电感,以及在电弧极性切换时,采用变参数PI控制与超前控制的软件控制策略,有效解决了变极性TIG焊...     

NJA—50型晶体管式微束TIG焊电源的研制

介绍NJA-50型晶体管式微束TIG焊电源。该弧焊电源性能稳定,引弧可靠,可用于直流TIG焊、脉冲TIG焊。该电源可以保证小电流时电弧稳定,特别适用于薄壁件、微型器件的焊接。     

接触式引弧方式在变极性TIG焊中的应用

在已搭建的双逆变变极性TIG焊接电源系统平台上,为保证电源的正常使用,设计了一种适用于变极性电源的TIG焊的接触式引弧方式,该方式将整个引弧过程分为接触阶段、维弧阶段和电流缓升三个阶段。接触阶段和维弧阶段的电流大小、电流变化速度都是可调节的。实验证明,该引弧方式不仅能应用于TIG焊变极性电源而且也适用于脉冲电源,并且有效避免了传统电源中接触式引弧常见的钨极烧损和电流过冲问题。     

共熔池双TIG焊电弧稳定性研究

分析了共熔池双TIG焊的特点,通过试验.对由各种不同形态的电流组合构成的双弧系统的电弧稳定性进行了研究,探讨了共熔池双TIG焊过程的电弧系统稳定性控制方法.结果表明:通过控制焊接电流的形态及焊接电流值之间的绝对差值,采用双直流电弧、双脉冲电弧或直流与脉冲的混合电流形式都能得到稳定的双弧系统.但在采用较大的双脉冲电流的条件下,脉冲电流之间需存在交错延时,才能保证双弧的稳定性.     

铝合金变极性TIG焊接电弧行为

分别采用正弦波变极性和方波变极性氩弧焊对铝合金试板进行了焊接试验,利用高速摄像机和汉诺威分析仪分别对焊接过程中变极性电弧形态及电信号进行采集分析. 结果表明,电弧电压概率密度分布和高速摄像图证实了较小焊接参数条件下正弦波变极性比方波变极性电弧稳定性差的现象. 正弦波变极性TIG电弧随EP(反极性)的增加清理宽度增加,但熔宽未增加,证明此条件下正弦波变极性TIG电弧过于发散;焊接参数较大时,随EP的增加,正弦波变极性熔宽变宽,证实正弦波变极性TIG电弧稳定性随之提高,证明了铝合金变极性TIG焊接过程中EP极性电弧产热大于EN极性电弧能量的本质特征.     

变极性TIG焊电弧压力分析

采用压力传感器获取不同条件下的变极性钨极氩弧焊(VPTIG)横焊时的电弧压力,研究分析了电弧压力在径向上的分布规律,对比研究了直流TIG焊、反极性期间占5%,15%的变极性TIG中心电弧压力.结果表明,变极性TIG焊电弧压力的径向分布属于双面指数分布.焊接电流在100~140 A范围内,在电流均值相等的情况下,由于反极性期间电子发射机制和电弧发散等原因,随着一个周期内钨极为正半波的时间比例增加,电弧压力逐渐减小,且焊接电弧积分力与电流的平方近似成正比例关系.     

L—C串联型交流稳弧系统的分析与应用

在有电弧的交流回路中,当焊接电流过零反向时,存在瞬时的电弧电压间断并反向,这时电弧电流的变化率下降。据此,如焊接回路中串联接入电感和电容,当电弧电流过零时,电感电压发生瞬时跌落,在临界状态下降到零,此时,电容上的电压不能突变,它与电源电压相叠加,施加于电弧间隙,获得相位自动跟踪的稳弧脉冲。在普通焊接电源空载电压的条件下,保证各类交流电弧的稳定连续燃烧。本文建立了L—C串联型交流电弧电路的电弧稳定连续燃烧条件;提出了合理的规范调节方案及参数配合关系;在理论分析的基础上,研制成功了L—C稳弧型交流钨极氩弧焊机。经考核证明,该系统工作稳定,适用范围宽广,结构简单,维护方便,是一种很有推广价值的新型交流稳弧系统。     

TIG焊电弧参数数据采集器防护设计

为了避免TIG焊机引弧时高频高压对数据采集器的损害,通过在焊接电路中接入霍尔电流传感器、电磁继电器和瞬变电压抑制二极管(TVS)等硬件,设计了系统保护电路.根据焊机引弧情况控制电路的通断:当焊机高频高压引弧时,继电器自动断开电弧电压与采集器的连接;焊接正常工作,没有高频高压时,焊机电弧电压与采集器自动连接.该系统能够使...     

三电极TIG电弧物理特性及其高速焊接可行性研究

钨极氩弧焊作为一种高品质焊接方法,焊接过程稳定,焊缝成形优良,但在大电流高速焊接情况下,容易出现烧穿、驼峰等缺陷。为实现钨极氲弧焊的高速焊接,提出了三电极TIG焊接方法,建立了三电极TIG电弧物理特性和工艺特性的研究试验系统,对其电弧形态、电弧电特性及工艺性进行了研究,并与常规单电极TIG电弧进行了对比分析。三电极TIG电弧在同向平行电弧的自磁收缩作用下产生汇聚,电弧形貌近似于圆柱形,电弧电压低于单电极TIG电弧电压,在高速焊接时电弧非常稳定,焊缝成形优良,焊接效率比单电极TIG提高2倍以上。     

耦合电弧钨极TIG焊电弧压力的测量与分析

开发了一种耦合电弧钨极,可显著降低电弧压力,消除咬边和驼峰焊道等缺陷,实现较高速度的TIG焊接.针对这种钨极进行了TIG电弧压力测量,研究了主要工艺参数对电弧压力分布的影响规律.结果表明,与传统TIG电弧相比,在相同参数下耦合电弧钨极TIG电弧压力峰值明显降低,并且随着弧长的增加、钨极伸出长度的增加、焊接电流的减小、电极槽宽的增大以及钨极直径的增大,耦合电弧钨极TIG焊的电弧压力峰值减小.对电弧压力的影响由大到小依次为焊接电流、钨极伸出长度、弧长和钨极直径、电极槽宽.     

变极性TIG焊接电弧多信息测试分析系统

以研制的变极性TIG焊接电源为实验平台,采用记忆示波器、高速摄像救、光谱分析仪、焊接电弧动态分析仪,建立起变极性TIG焊接电弧多信息测试分析系统,同时采集焊接电流、电弧电压、电弧形态和电弧光谱等重要信息。并基于Visual C-语言开发的软件系统对采集的各种信息进行融合及分析。     

氩弧焊装置及应用技术讲座——第三章 TIG焊装置(中)

2.TIG焊接电源及其应用 TIG焊可以采用直流、交流或交、直流电源。钨极氩弧焊机,无论是采用交流还是直流,都应当是陡降特性或垂直外特性电源。其目的在于弧长发生变化时尽量减小对焊接电源的影响。 (1)直流电源对直流TIG焊而言,其电源为垂直下降特性。其理由与手工电弧焊一样,如果弧长变动(手工操作时难免)使电流变化过大,将直接影响焊缝质量。TIG电弧电压—电流特性在小的电流范围内有负阻特性,电弧可以自行稳     

基于PIC16F883单片机的弧焊过程电弧参数监测系统

研发了一套应用于弧焊过程的电弧参数监测系统。该系统选用霍尔电压传感器和霍尔电流传感器分别采集电弧电压和焊接电流;设计电弧电压和焊接电流的信号调理电路以及以单片机(PIC16F883)为核心的数据采集电路;经串行发送串口RS-232向上位机发送数据。此外,为了避免TIG焊机引弧时高频高压对数据采集电路的影响,通过接触器触点的通断实现物理隔离,进而保护电弧参数监测系统。试验表明,系统的实时性较好,抗干扰能力强,可满足实际焊接生产中长时间、不间断地实时采集与监测焊接电弧参数的需要。     

变极性焊接电源二次逆变电路拓扑及其控制策略

维持和提高焊接电弧的稳定性是变极性GTAW焊接的关键.对于采用两级逆变的变极性焊接电源,二次逆变电路拓扑及其控制策略对输出电流极性切换过程和焊接电弧的稳定性具有显著影响.在分析变极性GTAW焊接电弧稳定问题的基础上,提出了维持和提高焊接电孤稳定性的措施.通过增加电流极性切换速度,在电流过零瞬间维持电弧空间的温度和残余电离度;小电流焊接时,在电流极性切换之前叠加电流脉冲,以提高电弧空间的温度和电离度;在电流过零熄灭瞬间,叠加足够高的电压脉冲,使电弧能够立即再引燃.进而,通过对全桥式二次逆变电路拓扑、半桥式二次逆变电路拓扑及其控制策略的分析,指出了它们的适用范围、存在的不足以及改进的途径.     

CO2焊短路过渡过程瞬时能量的波形分析

采用自行研制的焊接电弧动态小波分析仪,对三台弧焊接电源的焊接过程进行了测试分析.试验结果表明,瞬时能量可以综合地反映电流电压对电弧动态性能的影响.起弧时瞬时能量应随电流的上升而迅速达到引弧能量,从而使引弧顺利.在中间焊接过程的熔滴过渡周期中,燃弧的瞬时能量应稳定在基值,短路过渡时陡降至更小值,然后迅速上升完成短路过渡;电弧重燃后瞬时能量再快速地降到基值.收弧时瞬时能量应缓降到零,并且避免严重冲击.分析结果可为焊接电流、电压波形的设计和精细控制提供依据.