正弦波与双脉冲MIG焊薄片铝合金方法对比研究

针对铝合金焊接控制参数的优化、鲁棒性以及焊接过程稳定性等问题,尤其是薄片铝合金易焊穿等难题,本文通过引入时间振幅系数ks、电流振幅系数kAt降能系数kt、强脉冲群降能系数(k)、弱脉冲群降能系数(k)及电流增强系数k1等,分别建立了非对称正弦波调制脉冲MIG焊和双脉冲MIG焊的通用参数关系式,并分别时厚1mm的薄片铝合金进行了焊接试验,验证了其可行性.试验对比表明:双脉冲MIG焊方法可以参照非对称正弦波调制脉冲MIG焊方法选定参数,但前者比后者有明显的劣势,因其焊接工艺参数取值要求准确严格,以致其偏差范围要求过小,鲁棒性差,不易操控等.所建立的通用参数关系式及其可行性试验,为研制能稳定进行薄片铝合金焊接的高性能焊接设备提供了新的理论与试验基础.     

基于数学建模之铝合金正弦波调制脉冲MIG焊专家数据库设计

通过引入能量系数kt、振幅系数kA和正弦波负半周脉冲个数n,同时引入最大脉冲平均电流Ia和最小焊接电流即维弧电流Im,建立了可以通用的正弦波调制脉冲MIG焊接参数关系式,并以其为数学模型,采用正交试验方法对其参数取值进行最优化匹配确定,进行基于数学建模的铝合金正弦波调制脉冲MIG焊专家数据库设计建设。通过2 mm厚铝合金焊接试验验证了所建专家数据库参数取值的正确性,并验证了正弦波调制脉冲MIG焊参数取值范围宽、鲁棒性好、易于操控等优势特点。为制造高性能数字化焊接设备及其专家数据库提供了新的理论和试验基础。     

Research on the expert database of aluminum ahoy sinusoid modulated pulse MIG welding

通过引入能量系数kt、振幅系数kA和正弦波负半周脉冲个数n,同时引入最大脉冲平均电流Ia和最小焊接电流即维弧电流Im,建立了可以通用的正弦波调制脉冲MIG焊接参数关系式,并以其为数学模型,采用正交试验方法对其参数取值进行最优化匹配确定,进行基于数学建模的铝合金正弦波调制脉冲MIG焊专家数据库设计建设.通过2mm厚铝合金焊接试验验证了所建专家数据库参数取值的正确性,并验证了正弦波调制脉冲MIG焊参数取值范围宽、鲁棒性好、易于操控等优势特点.为制造高性能数字化焊接设备及其专家数据库提供了新的理论和试验基础.     

MIG焊铝正弦波调制脉冲控制参数应用

基于铝合金类轻质材料焊接之低能量输入等难点的要求,建立了正弦波调制脉冲MIG焊铝控制参数关系式,试验验证了所建立的正弦波调制脉冲控制参数关系式的正确性和实用性,由于正弦波形具有无限阶导数连续性、永恒周期性、控制参数少等特征,其调制脉冲波形可实现焊接能量有效精确调节,且易于稳定形成高质量的鱼鳞纹焊缝.试验提出的关系式中m的数值范围在2～3时,正弦波调制脉冲焊接具有参数匹配范围宽,受工作外部环境干扰因素的影响小等优点,为正弦波调制脉冲MIG焊接过程的参数一元化开发等奠定了理论基础.     

基于脉冲电流参数的铝合金脉冲MIG焊过程控制

铝合金脉冲MIG焊弧长稳定性直接影响焊接过程稳定性及焊缝成形,为使其焊接过程稳定,获得高质量焊缝,通过焊接工艺试验研究了脉冲电流参数变化对弧长稳定性的影响规律,建立了铝合金脉冲MIG焊弧长与脉冲电流参数间的动态变化数学模型,并利用Matlab/Simulink软件进行了弧长对脉冲电流占空比、脉冲电流频率变化的动态响应仿真分析,同时进行了控制脉冲电流占空比、频率来稳定弧长的平板堆焊工艺试验研究.结果表明,所建立的数学模型能很好地反映铝合金脉冲MIG焊过程,通过调节脉冲电流占空比、频率参数可实现铝合金脉冲MIG焊稳定焊接,获得成形美观的焊缝.     

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.     

基于DSP的一体化双丝脉冲MIG焊数字波控研究

为改善双丝脉冲MIG焊的协同控制,在基于单一DSP芯片TMS320LF2407A控制下的一体化双丝脉冲MIG焊接系统的基础上,利用DSP内部集成的脉宽调制模块,以软件方式实现了主、从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主、从机的高频逆变和低频脉冲波形调制,最终实现双丝脉冲MIG焊的波形控制.针对双丝脉冲MIG焊熔滴过渡过程的控制,通过改变焊接参数进行工艺试验.试验结果表明,基于DSP的一体化双丝脉冲MIC焊协同控制系统性能稳定,能有效实现两台弧焊逆变电源之间的协同控制,焊接性能好,稳定可靠.     

基于快速原型开发平台的铝合金脉冲MIG焊弧长控制

针对铝合金脉冲MIG焊接过程中电弧不稳定的情况,采用快速原型脉冲MIG焊电源开发平台进行弧长控制,并采用调节脉冲占空比和脉冲频率弧长控制方案,以平均电弧电压变化为反馈信号,设计了脉冲MIG焊电源开发平台过程的控制模块,进行铝合金脉冲MIG焊弧长的实时控制试验。结果表明,该控制系统具有良好的动态性能、抗干扰性能和稳态精度,可以快速、有效地控制弧长,焊接过程稳定,焊缝成形良好。     

轨道车辆用6082铝合金双丝脉冲MIG焊焊接工艺

通过对6082铝合金采用双丝脉冲MIG焊的焊接方法进行了工艺试验.分析了6082铝合金双丝脉冲MIG焊的特点,提出了合理的双丝脉冲MIG焊焊接工艺,进行了焊缝质量检验,分析了焊接接头的显微组织并测试其力学性能.结果表明:焊接工艺参数合理.在焊接接头中未发现任何焊接缺陷,焊缝质量良好;焊接接头强度、塑性均可达到母材的60...     

脉冲MIG焊过程多信息检测、融合分析及解耦控制

针对脉冲MIG焊过程中,焊接参数匹配范围窄、参数间耦合作用强、焊接过程不稳定及焊缝成形差等关键问题,以铝合金脉冲MIG焊为例,进行了多信息传感检测、融合分析及过程建模仿真。在此基础上,成功实现了双变量解耦控制,焊接过程稳定,焊缝成形美观,有效提高了焊接质量。     

铝合金脉冲MIG焊熔宽动态过程的视觉传感辨识

针对铝合金脉冲MIG焊过程,建立了熔池图像检测视觉系统,利用形态学方法去除了图像信号中的噪声、阴极雾化区等影响熔池特征提取的部分,获得了满意的熔池边缘图像,可以对熔池形状信息进行动态检测.在此基础上,设计了阶跃响应实验,利用曲线拟合法对基值电流、送丝速度、脉冲电流占空比与熔宽的模型分别进行了辨识,分析了基值电流、送丝速度和脉冲电流占空比对熔宽的影响规律,为铝合金脉冲MIG焊过程控制提供了理论依据.     

基于模糊自整定参数PID控制的铝合金薄板脉冲MIG焊

针对铝合金薄板脉冲MIG焊,提出了一种比例积分微分(proportion integral derivative,PID)参数模糊自整定控制方法,文中介绍了其原理及设计思路,将模糊逻辑控制器引入已建立的PID控制器的Simulink仿真模型,实现了PID参数模糊自调节,并进行了输入适应性对比试验和抗干扰试验分析,表明PID参数模糊自整定控制器在输入适应性和抗干扰方面更胜一筹,能进一步提高弧焊电源性能.最后对铝合金1 mm薄板进行了传统PID控制和模糊自整定参数PID控制焊接试验对比.结果表明,该方法焊缝光亮、飞溅少、焊接过程比较平稳,可获得较好的焊缝质量和稳定的焊接过程.     

铝合金脉冲MIG焊焊丝伸出长度视觉检测控制

针对铝合金脉冲MIG焊过程焊丝伸出长度的视觉控制进行了研究.设计了基于视觉传感的焊丝伸出长度模糊PID闭环控制系统,采用基于xPC的实时目标环境,建立了铝合金脉冲MIG焊快速原型的控制平台,并进行了铝合金脉冲MIG焊焊丝伸出长度视觉控制试验.结果表明,在铝合金脉冲MIG焊过程中,视觉传感的方法能够满足焊丝伸出长度稳定性...     

九点控制器对铝合金MIG焊熔宽控制的仿真

针对铝合金MIG焊过程的复杂性,采用近年来发展起来的一种新型智能控制器-九点控制器,设计了动态控制铝合金MIG焊熔池宽度的控制系统,并对其结构和原理进行了分析.为了对比九点控制器的性能,在已建立的脉冲电流占空比与正面熔宽的阶跃响应模型的基础上,分别利用PID、模糊控制器和九点控制器对铝合金MIG焊接过程中熔池宽度控制进行了仿真研究.结果表明,九点控制器在保证控制精度的同时,具有较好的稳定性和鲁棒性,为实现铝合金MIG焊熔宽的控制提供了基础.     

视觉传感铝合金脉冲MIG焊熔宽控制系统

针对铝合金在焊接过程中热积累作用强、恒参数焊接时容易产生各种缺陷的问题,设计了基于视觉传感的熔宽闭环智能控制系统.分析了各个脉冲参数对熔宽的影响规律.结果表明,理想的铝合金脉冲MIG焊接过程不仅要控制焊接热输入,同时要保持焊接过程的稳定性,单变量控制器很难满足以上要求.为此设计了模糊专家控制系统,模糊控制器控制焊接热输入,专家系统负责脉冲参数匹配从而保证稳定的焊接过程.焊接试验表明,控制效果良好.     

铝及铝合金MIG焊接预防气孔的措施

针对铝及铝合金MIG焊接过程中容易产生气孑L的情况,分析了产生气孔的原因。这些气孑L主要是氢气孑L。分析了氢的来源,包括母材和焊丝表面的油污、水分及碳氢化合物,焊丝原材料中的氢,施焊环境中的氢。在焊接工艺方面采用亚射流过渡形式,采用合适的焊接速度、焊丝伸出长度、焊枪角度、气体流量、预热温度和层问温度,采用摩擦系数小的特氟龙送丝软管,可以有效的预防和减少铝及铝合金MIG焊接过程中产生的气孔。