基于电弧电压概率密度铝合金脉冲MIG焊稳定性分析

针对铝合金脉冲MIG焊过程稳定性评估问题,提出了基于电弧电压信号概率密度的分析方法.利用焊接过程电弧电压信号概率密度分布中的第一个峰值与第二个峰值的比值作为评价铝合金脉冲MIG焊过程稳定性的指标,通过对80组焊接试验中的电弧电压信号进行概率密度计算得到每一组概率密度分布中两个峰值的比值以此建立铝合金脉冲MIG焊过程稳定性评价体系.电压概率密度分布中两个峰值的比值越小,焊接过程越稳定;反之越不稳定.     

基于PFM调节的脉冲MIG焊电弧调节机理分析

针对脉冲MIG焊电源弧长控制方面存在的问题,展开对脉冲MIG焊电弧自我调节机理以及在脉频调制(PFM)控制下的电弧调节机理的研究.建立了电弧弧长数学模型,分析了PFM双闭环电弧调节系统的工作原理,给出了PFM电流调节数学模型,并分析了非阻性焊丝和阻性焊丝PFM电弧控制机理及在电弧控制中存在的问题.从理论上推导出对于非阻性焊丝PFM电流调节可以获得更稳定的焊接效果,而对阻性焊丝CTWD固定时可获得稳定的焊接效果,在CTWD变化时无法获得满意的焊接效果.最后分别对阻性焊丝和非阻性焊丝进行PFM电弧调节阶跃试验,通过对试验结果分析,验证了上述理论推导.     

铝合金脉冲MIG焊接弧长控制系统

针对铝合金脉冲M IG焊接过程中的弧长稳定性问题,建立了弧长控制系统模型,设计了基于比例切换函数的滑模控制器,并采用基于xPC的实时目标环境,建立了铝合金脉冲M IG焊接快速原型的控制平台.利用MATLAB/SIMULINK进行了弧长控制仿真分析,在建立的快速原型控制平台基础上,进行了铝合金脉冲M IG焊接弧长控制试验...     

铝合金双脉冲MIG焊熔宽控制

针对铝合金中厚板恒定规范焊接过程中的热积累效应强、焊缝熔宽逐渐变宽甚至出现焊塌等问题,提出了基于视觉实时传感的熔宽变化,并通过改变周期性双脉冲中的高能脉冲时间即双脉冲占空因数来调节热输入进行熔宽控制的方法,并建立了基于Labview的熔宽视觉传感和xPC Target实时目标环境的快速原型控制系统来进行闭环控制.结果表...     

一种基于亚射流的PMIG焊电弧电压控制方法

针对熔化极脉冲氩弧焊(PMIG焊)主要采用恒流控制和等速送丝的焊接方式,提出了一种基于亚射流的PMIG焊电弧电压控制方法;其控制原理是对每个脉冲周期的平均电弧电压进行检测,当平均电弧电压在亚射流区域内,则完全依靠其在亚射流区域内固有的自身调节能力进行调节,当平均电弧电压超出亚射流区域后,在其它焊接参数不变的条件下,通过改变基值时间来改变脉冲周期内的平均电流值,从而改变焊丝熔化速度,提高电弧调节能力和抗扰动能力.结果表明,采用该控制方法可以显著改善焊接电弧的动态响应特性,有效抑制电弧电压的扰动,焊缝成形均匀一致.     

全数字控制I/I模式三闭环脉冲MIG焊

提出了一种基于DSP控制的全数字脉冲MIG/MAG控制方法,即自适应电压补偿控制技术的I/I法,该方法可以保证熔滴为一脉一滴过渡.根据送丝速度优先,建立不同材料和丝径的焊接数据库,每个脉冲周期都检测弧长的变化并及时调整熔化能量,同时采用干伸长实时补偿技术以维持弧长恒定.分析了该方法调节原理并建立三闭环系统控制框图.样机试验结果表明,所提出的方法是可行的,具有通用性,在干伸长变化时能够实现等弧长控制,焊接过程稳定,焊缝成形美观.     

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。     

Fuzzy logic control strategy for submerged arc automatic welding of digital controlling

A microcomputer control system based on 80C320 and a switching regulation of wire feeder were designed. A correction factor based double model fuzzy logic controller (FLC) was introduced to achieve welding digital and intellectualized control by means of wire feeding speed feedback. The controller has many functions such as keyboard input, light emitting diode (LED) display and real-time intellectualized control of welding process etc. The controlling performance influenced by the coefficient of correction function was discussed. It was concluded by the experiments the relation between the coefftcient of correction function and welding quality, when the coefficient of correction function is great, the dynamic character of controller is better, when the coefficient of correction function is small, the sensitivity character of controller is better. Experimental results also show that digital and fuzzy logic control method enable the improvement of appearance of weld and stability of welding process to be achieved in submerged arc automatic welding.     

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。     

脉冲MIG焊控制的研究现状与展望

对国内外近20年来脉冲MIG焊控制技术的研究现状作了分析。从控制方法，实现方式，控制策略3方面进行了较为详细的介绍与评价，指出了存在的主要问题，展望了脉冲MIG焊控制的发展趋势。     

电弧声与铝合金脉冲MIG焊熔滴过渡的相关性

对铝合金脉冲MIG焊过程中电弧声信号与熔滴过渡之间的相关性进行了研究.建立了焊接电弧声信号的计算机采集系统,在此基础上分别利用小波去噪、功率谱密度分析和ARMA(auto regressive and moving average,自相关滑动平均模型)双谱估计等信号处理方法对不同熔滴过渡方式下的电弧声信号进行了分析.三种方法的分析结果均表明熔滴过渡为短路过渡、大滴过渡、射滴过渡、和射流过渡时焊接电弧声具有不同的特征,证明利用电弧声能够对铝合金脉冲MIG焊过程中出现的不同熔滴过渡进行有效地区分.为铝合金脉冲MIG焊熔滴过渡稳定性实时控制和检测提供了一种有效的手段.     

一种基于DSP的脉冲MIG焊波形控制方法的研究

在基于DSP的弧焊逆变电源的数字控制系统上,针对脉冲MIG焊熔滴过渡过程的控制,提出了中值波形控制方法,采用前中值波形控制方法对钢进行焊接试验,研究了中值电流和中值时间对焊接过程的影响规律,得出了新工艺方法及与之相匹配的工艺参数.结果表明:当中值时间固定,中值电流较小时,焊接过程不稳定,易产生短路或断孤现象;中值电流较大时,中值阶段的作用与峰值阶段的作用相同,收不到预设的效果;当中值电流为一理想值时,焊接效果较好.当中值电流固定,中值时间较短时,不足以过渡熔滴;中值时间过长,易产生短路过渡;当中值时间为一理想值时,焊接效果较好.     

脉冲MIG焊工艺研究与优化控制

研制了数字化脉冲MIG焊电源,研究其焊接工艺过程的优化控制.优化起弧方式,提高了起弧成功率,起弧点熔深效果良好;在电源输出端采用R-C滤波电路可以滤除电压中的高频干扰,达到降低弧压的目的;对熔滴过渡进行优化控制研究,对各种不同焊丝的一脉一滴临界电流曲线进行标定;采用变频控制方案对弧长进行有效控制,并引入先进先出(FIF...     

Digital control system for pulsed MIG welding power based on STM32

Digital control system for pulsed MIG welding power based on STM32 is set up with 32-bit STM32F103ZET6 directing against the pulse waveform modulation of pulsed MIG welding. High-frequency inverter and medium-low frequency pulse waveform modulation of pulsed MIG welding are realized by using the integrated PWM module within STM32 to generate PWM signals of phase-shifted full-bridge soft-switching and constant-current control of output current is achieved by means of anti-windup PI control algorithm to improve the stability and reliability of control system. Experimental results demonstrate that the designed digital control system based on STM32 can achieve perfect pulsed MIG welding technique with stable welding process and good weld appearance, fully demonstrating the advantages of digital control based on STM32.     

激光功率对激光-双丝脉冲MIG复合焊接电弧形态及熔滴过渡的影响

通过搭建激光-双丝脉冲MIG复合焊接系统,利用高速摄像与电信号采集系统对激光-双丝脉冲MIG复合焊接在不同激光功率下的电压电流信号及高速摄像信号进行同步采集,研究激光功率对焊接过程的电弧形态、熔滴过渡过程的影响.结果发现,由于激光等离子体与电弧等离子体的相互作用,电弧形态和熔滴受力状态发生改变.随着激光功率的增大,激光对电弧的吸引能力增强,促进熔滴过渡的等离子流力竖直向下的分力减小,熔滴过渡频率降低.     

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.     

双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法

为优化双丝脉冲MIG焊的焊缝成形质量,提出双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法,构建基于DSP的双丝脉冲MIG焊的双脉冲数字化交替相位协同控制系统,对双丝脉冲MIG焊的单脉冲和双脉冲焊接进行平板堆焊试验.结果表明,双丝脉冲MIG焊双脉冲焊接系统实现了稳定的双脉冲焊接过程,焊缝成形良好.对单脉冲和双脉冲焊接所得焊缝的横截面宏观金相对比分析结果表明,双脉冲对焊接熔池有很强的搅拌作用,双脉冲焊接所得焊缝晶粒比单脉冲焊缝晶粒更小,说明双脉冲具有细化晶粒的效果,证明在双丝脉冲MIG焊中应用双脉冲有一定的优化作用.     

数字脉冲MIG弧焊电源的设计

针对模拟控制和单片机控制的脉冲MIG弧焊电源控制系统灵活性差、控制精度低和可靠性差等缺点,设计了基于DSC和MCU的数字控制系统,并介绍了系统的硬件电路设计和软件流程.由DSC采用变参数PI控制方法实现电弧电压和焊接电流的闭环控制,PI控制的参数由MCU中的专家系统确定.在MCU上,对嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的内核进行了裁减和移植,并设计了包括专家系统在内的多个任务.结果表明,基于DSC和MCU的脉冲MIG焊接电源控制系统动态响应快、可靠性高、弧长控制稳定.     

Study on fuzzy control IGBT inverter arc welding power source for robot

Arc welding robot is playing more and more important roles in modern welding manufacturing, but now available welding power sources seldom satisfy with robot system requirements. In this paper, study on fuzzy control IGBT inverter arc welding power source for robot is developed to bring robotic advantages into full play. Firstly, fast response 500A IGBT inverter arc welding rectifier is developed. Secondly, fuzzy control system, which features multi-functions, fast response and wide using range, is developed and reliable measures for preventing interference are designed. Finally, technological experiments for carbon steel are made. The welding experimental results show that the goal of design is attained.