脉冲MIG／MAG焊接自适应模糊控制系统的研究

脉冲ＭＩＧ／ＭＡＧ焊接熔滴过渡的控制是焊接技术研究领域至今尚未取得突破性进展的研究课题。本文首次提出自适应模糊控制方案对脉冲ＭＩＧ／ＭＡＧ焊接熔滴过渡进行在线实时控制，建立了以全数字控制ＩＧＢＴ逆变弧焊电源为核心的自适应模糊控制系统，对自适应模糊控制系统进行了设计和８０９８单片微机程序控制。最后，对自适应模糊控制系统进行了应用研究，试验结果表明，达到了设计要求。     

高强Al-Cu合金脉冲MIG焊工艺

研究了单丝单脉冲、单丝复合脉冲和双丝TandemMIG焊对高强A1-Cu合金焊缝组织及性能的影响。试验结果表明，单丝复合脉冲焊接时，峰值电流周期性变化引起的熔池液体强烈的搅拌作用，使熔池的温度梯度降低，固液界面前沿成分过冷区中的形核核心增加，促进了焊缝组织的细化，提高了焊缝的强度和塑性。双丝MIG焊高的热输入和快的焊接速度，使焊缝产生了粗大的等轴枝晶组织，并增加了晶界和枝晶间共晶相的数量，使焊缝的强度、硬度和塑性降低。     

铝合金可变双脉冲MIG焊接工艺

针对恒规范铝合金焊接时,随着母材热输入的增加,母材热积累效应会不断增强,焊缝熔宽会随之变宽甚至出现焊塌的问题,采用基于xPC Target的实时目标环境,设计了铝合金可变双脉冲MIG焊试验平台,并进行了铝合金可变双脉冲MIG焊接工艺方面的试验研究。试验结果表明:当双脉冲中的低能脉冲在每个周期中所占的比例从0%不断增加到80%时,通过降低每个周期的平均电流而减少的母材热输入,可以补偿母材增强的热积累效应,从而有效地控制焊缝熔宽。焊缝成形美观,焊接效果良好。     

基于DSP的脉冲MIG焊数字控制系统

针对模拟控制系统和单片机控制系统灵活性差、控制精度低和可靠性差等缺点,设计了以数字信号处理器（DSP）TMS320LF2407A为核心的数字控制系统,介绍了系统的硬件电路设计和软件框图。同时,采用模糊控制方法对弧长进行闭环控制,以定脉宽调频率的PFM调节机理实现脉冲波形的调制。结果表明,基于DSP的脉冲MIG焊数字控制系统动态响应快、可靠性高、弧长控制稳定、焊缝成形良好,控制效果较常见的模拟控制和单片机控制好;应用模糊控制理论控制电弧,保证了焊接过程的稳定性,解决了脉冲M1G焊多参数的匹配和调节问题。     

MIG焊熔宽模糊控制系统

大双波长滤光片正面实时检测焊缝熔宽技术的基础上建立了焊缝熔宽模糊控制系统。本文对熔宽模糊控制器的结构以及模糊控制变量的选择进行了讨论,在此模糊控制系统中采用双输入单输出的模糊控制器模型,即采用迷惑宽的变化及其变化率作为模糊控制器的两输入量,采用焊接电流作为模糊控制器的输出量。本文给出了熔宽模糊控制系统结构图并详细介绍了熔宽模糊控制器的设计过程,根据用双波长滤光片正面实时检测焊缝熔宽技术得到的焊接电     

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\     

改善MIG／MAG短路过渡焊接电弧工艺性能的方法

阐述了MIG/MAG短路过渡焊接电弧工艺性能存在的问题,介绍了各国在该领域的研究现状,详细分析了现存控制方法在原理上存在的问题,提出有效改善MIG/MAG短路过渡焊接电弧工艺性能的方法.介绍了自行开发成功的一种MIG/MAG焊接电源控制系统,以及一种十分有效的降低焊接飞溅的新方法,并展示了跟市场现有焊机的对比实验结果.     

脉冲MIG焊铝工艺特性的研究

在数字化脉冲MIG焊机大量实验的基础上，通过高速摄像分析了脉冲MIG焊铝的一脉一滴熔滴过渡特点，总结出了铝的一脉一滴脉冲参数选择规律，并提出了一种新的铝的线性送丝速度模型。     

交流MIG焊接电弧控制系统的研究

本文介绍了作者发明的一种所谓双凹型的电流波形，其控制电路原理，及其在交流脉冲ＭＩＧ焊接中的应用。     

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.     

新型MIG焊接技术的发展

将新型MIG焊技术分为脉冲MIG焊、双丝MIG焊和复合热源MIG焊三种主要类型,阐述了研究及发展状况,分别对其工艺特点、适用范围及目前所取得的成就进行了分析,并展望发展趋势。     

铝脉冲MIG焊亚射流过渡的自适应控制

针对铝脉冲MIG焊亚射流过渡区范围窄,不易控制的特点,提出了铝脉冲MIG焊亚射流过渡自适应控制思想.在所提出的控制思想中,设计了一个亚射流过渡区域,设置了该区域的电弧电压的上下限,电源根据电弧电压值来确定电弧电流的大小,自动将电弧的电流、电压控制在亚射流过渡区内,自动适应送丝速度的变化及弧长的波动.根据此控制思想,对于直径1.6 mm的铝焊丝选择此电压上下限的范围在14.5～22 V之间,选择焊接电流在30～235 A之间.所进行的脉冲焊接试验及高速摄像证明了对亚射流过渡过程的控制,得到了成形良好的焊缝,也较好地避免了焊接缺陷的产生.     

基于动态模糊神经网络的铝合金脉冲MIG焊接过程解耦控制分析

针对铝合金脉冲MIG焊接过程参数间强耦合、不稳定等关键问题,在介绍DFNN结构、学习算法基础上,设计了基于D-FNN的解耦控制器,并对同步、非同步与加干扰脉冲输入信号下分别对以脉冲电流占空比、送丝速度为输入量,以焊丝伸出长度(干伸长)、焊缝正面熔宽为被控量的铝合金脉冲MIG焊多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)过程进行了动态解耦控制仿真研究,仿真结果表明,D-FNN控制器能够实时进化规则,动态调整学习因子,实现了MIMO过程的完全解耦,满足焊接实时控制要求且具有快的响应速度、较好的鲁棒性,为铝合金脉冲MIG焊MIMO过程稳定焊接提供了一种新型的实时解耦控制方法.     

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。     

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。     

光谱控制的逆变脉冲MIG焊电源及控制系统

根据脉冲MIG焊熔滴过渡光谱控制法的特点,首次研制了一台符合该控制器法要求的逆变式脉冲MIG焊电源及其控制系统。该电源采用IGBT双单端正激式逆变电路,控制系统以具有较强数据处理能力的8098单片机为控制核心并与焊接电流的PWM控制相结合,控制信号是采自反映熔滴过渡的电弧光谱信号。试验证明,所设计的电源和控制系统具有迅速采集和处理光谱信号、切换迅速、电源动特性好、参数在线调节方便等优点,实现了1峰0基的熔滴过渡的控制目标,为脉冲MIG焊光谱控制法的焊接试验研究奠定了坚实的基础。     

铝合金薄板脉冲MIG焊气孔研究

本文采用ＳＡｌＳｉ５和ＳａｌＭｇ５两种焊丝，对铝合金薄板脉冲ＭＩＧ焊的焊缝气孔进行了研究，分析了焊接工艺参数对焊缝气孔的影响以及变化规律，提出了控制焊缝气孔的措施。     

模糊控制技术在MIG焊熔宽控制系统中的应用

针对MIG焊焊缝熔宽无法建立起精确的数字模型，难以用常规控制技术进行控制，本文将模糊控制技术应用于MIG焊熔宽控制系统，给出熔宽模糊控制的系统结构图，详细介绍了熔宽模糊控制器的设计过程,得到模糊控制状态表。试验结果表明，该技术可实现对焊缝熔宽进行实时控制。