脉冲MIG焊接电弧控制的新发展

本文介绍了近年来国内外对于脉冲 MIG 焊接电弧控制的研究工作,对于所采用的控制方法进行了评价,以期说明进一步开拓和深化这一领域研究的前景。     

直流脉冲MIG焊机系统及其焊接电弧

直流脉冲MIG焊机其IGBT逆变控制输出焊接电弧电流及电压,单片机控制系统完成焊接参数控制、焊接程序控制、以及焊接条件设置及焊接参数设置等控制任务;控制系统还包括送丝控制系统、IGBT驱动电路及保护电路等。本文采用高速摄像及焊接电流电压波形测试研究表明,直流脉冲MIG焊机焊接铝合金的一脉一滴熔滴过渡稳定;焊接铝合金试验表明,焊接过程稳定,达到了良好的焊接质量。     

脉冲MIG焊电弧前反馈控制

介绍一种新的电弧控制系统。当电弧在维弧和脉冲状态均以恒流方式工作时,采用电弧电压反馈和送丝速度前馈的系统,可在50～320A的电流范围内控制弧长,使其保持不变。由于在脉冲峰值期间电弧挺度大时,利用动态采样法对电弧电压进行采样来拉制弧长,提高了在有电弧偏吹,飘弧情况下焊接的电弧稳定性。     

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。     

VPP MIG焊接电弧能量控制

研制了基于DSP控制的逆变式交流脉冲MIG焊接系统,并用于薄板铝合金焊接.对电弧形态、焊丝熔化速度、焊缝尺寸的影响规律等进行了实验研究.实验表明,随着EN极性占整个变极性电流周期比率提高,焊丝熔化速度增大,电弧热输入减少,焊缝熔深变浅.这些特征可以用于解决薄板焊接的烧穿问题.     

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。     

基于电弧声信号的高压干法水下脉冲MIG焊接稳定性分析

高压焊接实验舱的封闭结构特征为电弧声信号在舱内低噪声传播创造了条件。在对传声器校准的基础上,建立了同步采集硬件系统,同步采集不同环境压力下脉冲MIG焊接的电流、电压和电弧声信号,并在时域和频域上分析了不同环境压力下的电弧声信号,研究电弧声信号特征与高气压环境下脉冲MIG焊接过程的相关性。结果表明,电弧声信号可以反映不同环境压力下脉冲MIG焊接的稳定性以及高压环境焊接过程的电弧能量损失,为进一步研究高压干法水下脉冲MIG焊接创造了条件。     

变极性脉冲MIG焊接工艺

直流且焊丝为正极性的脉冲MIG焊，电孤稳定，焊缝熔深大，焊接薄板时，为了防止烧穿及熔池下塌。容易产生咬边等焊接缺陷。直流且焊丝为负极性的MIG焊，电弧沿焊丝上爬，电弧不稳定，熔滴不易过渡，焊接熔池浅，容易出现融合不良、凸焊道等焊接缺陷。变极性脉冲MIG焊，焊丝为正极性时控制焊丝熔化及熔滴过渡，焊丝为负极性时电弧沿焊丝上爬促进焊丝熔化及减小电弧对熔池的加热作用，减小焊缝熔深形成浅熔深的特性，焊接薄板具有独特优势，是MIG焊的最新研究进展。     

新型双脉冲MIG焊接电源

为提升双脉冲MIG焊接设备的整体性能,研制了一台基于全碳化硅功率器件的双脉冲MIG逆变焊接电源,逆变频率可达100 kHz,有利于实现电弧的精细化控制.以STM32F405RGT6为控制核心,搭建了逆变焊机的控制系统硬件电路,其由主控制电路、数字面板以及送丝控制电路等构成.根据双脉冲MIG焊的任务需求设计了相应的控制软件,采用增量式PID算法控制输出量,通过单脉冲输出+脉动送丝控制,实现双脉冲焊接.结果表明,所研制的逆变焊接电源具有快速的动态响应,能有效配合脉动送丝进行焊接,焊缝鱼鳞纹清晰,无明显缺陷.     

铝合金激光-小功率脉冲MIG电弧复合热源焊接特性分析

针对5A06铝合金,通过一系列对比数据综合分析了MIG焊和激光MIG复合热源焊接技术在焊缝熔深、焊缝成形、焊接速度、焊接热输入等方面的优缺点.结果表明,在MIG平均电流小于200 A的小功率脉冲MIG电弧区域内,等热输入且等焊接速度条件下,激光-MIG复合热源焊接技术与MIG相比可以提高焊缝深宽比1～2倍,增加焊缝熔深0.43～2.5倍;等热输入且等平均焊接电流条件下,与MIG相比,激光MIG复合热源焊接技术可以提高焊接速度0.6～1.5倍,增加焊缝熔深0.5～5.9倍;激光MIG复合热源焊接技术可以用高于MIG焊0.6～6.5倍的焊接速度和更小的焊接热输入获得与MIG同样的焊缝熔深;与MIG焊相比,激光MIG复合热源焊缝的铺展性更好,更适合于高速焊接;MIG复合2 kW的激光能量后会增加平均电弧电压、减小平均电流.     

MIG单面焊双面成形的闭环自动控制

采用硅光电三极管作为传感器,研制成了一种MIG焊熔深自控系统,实现了单面焊双面成形的工艺。文章讨论了MIG电弧下焊接熔池的熔透特点,提出了双门限脉动送丝的控制方案,从而使系统能对MIG电弧能量进行快速调整。本文的研究成果可应用于压力容器等封底焊的自动化过程。     

交流脉冲MIG焊接机器人系统的工艺特点

研制开发了用于焊接铝合金薄板的逆变式交流脉冲MIG焊接系统，并对其工艺特点进行了探讨。随着EN极性比率增高，焊丝熔化系数增大，热输入减少，熔深变浅，余高增加。这些特征有效地解决了薄板焊接的烧穿问题，扩大了可焊接头间隙的范围，减少了焊接变形，显著提高了薄板接头的焊接速度。     

新的焊接电弧控制法

研制成功了一种动态特性优异、具有双阶梯形静态外特性、能快速切换的三极管焊接电源,并发展了一种新的MIG脉冲电弧控制方法(称为QH—ARC法)。利用这种控制方法,可以获得稳定性高、熔滴过渡均匀、无飞溅的MIG脉冲电弧,为焊接电弧的控制提供了一个新的途径。     

APPLICATION OF PULSED PLASMA ARC WELDING TO BOILER TUBING SYSTEM JOINTING

本文对脉冲等离子焊接锅炉管系的研究工作中一些主要结果进行了论述,如焊接参数对焊接熔池控制的影响,主要焊接参数的匹配及主控参数的选定,焊接缺陷与消除方法及其在生产使用中的情况。还讨论了取等离子弧穿透时产生的音响讯号作为工艺适应控制讯号的问题。     

埋弧焊图像法焊缝自动跟踪传感系统

结合采用埋弧焊进行容器类焊接结构制造过程中的工艺特点及工况,设计了一种将微型半导体激光发生器、微型摄像机及具有滤光功能的光学系统三者集成一体的焊缝视觉传感器。该传感器结构简洁、紧凑、使用方便灵活,图像采集与处理系统具有处理速度高（１００ｍｓ）、实时性强,界面显示直观、简洁、工艺可示性等特点。     

机器人弧焊离线编程与仿真系统的设计

介绍了在高级建模系统SolidWorks上开发机器人弧焊离线编程系统的方法,成功地开发出了一个功能较全的机器人弧焊离线编程系统.对系统的功能模块进行了划分,重点研究了弧焊应用中各项规划技术.     

低频调制型脉冲MIG焊接方法的工艺特点

介绍了低频调制型脉冲MIG焊接的方法原理和工艺特点。采用该焊接方法 ,可以得到美观的鱼鳞状焊缝表面 ,扩大可焊接头间隙的范围 ,有效抑制焊接气孔缺陷的发生 ,细化晶粒 ,降低裂纹敏感性     

脉冲埋弧焊工艺研究及焊缝熔深特征

针对埋弧焊HAZ粗晶区晶粒粗大、韧性指标低、提高焊速后成形变差等缺点,提出了一种采用直流脉冲电流的埋弧焊工艺,简要介绍了以单片机为核心的脉冲电流控制器的原理。利用正交试验设计法设计并进行了试验,研究了脉冲诸参数对焊缝成形的影响;试验表明,脉冲埋弧焊工艺能使焊缝得到比较大的熔深。     

激光与MIG/MAG复合热源焊接工艺发展概况

对激光与MIG／MAG复合热源焊接的优点以及目前的应用情况作了介绍，着重概括总结了影响激光与MIG/MAG复合焊接的主要工艺因素。