AC／DCRP交替MIG焊接方法的研究

介绍ＡＣ／ＤＣＲＰ交替ＭＩＧ焊接方法，它可以显著改善交流ＭＩＧ焊的焊缝成形，同时克服直流ＭＩＧ焊的电弧磁偏吹，利用这种方法还可进一步开发熔深控制功能。     

焊接电弧光谱的分布特征

在试验的基础上,给出了焊接电弧光谱的频域及空间分布的测试结果,分析了焊接电弧光谱的结构。通过分析得出了ＴＩＧ焊电弧光谱空间分布的差异性和ＭＩＧ焊电弧光谱空间分布的相似性,着重指出ＭＩＧ焊电弧光谱与熔滴过渡之间存在密切关系。此外,还对焊接电弧光谱特征的应用提出了方向。     

用于铝合金焊接的中频MIG焊逆变器与工艺研究

阐述了用于铝合金焊接的中频脉冲ＭＩＧ焊逆变器的基本原理、特点和工艺效果。借助３１５Ａ场效应管式和６３０ＡＩＧＢＴ式弧焊逆变器，通过中低频调制把输出为８０ｋＨｚ和４０ｋＨｚ的脉冲频率，变成１ｋＨｚ以下的中频脉冲，对航天用铝合金板材进行ＭＩＧ焊工艺的试验研究。结果表明，该技术具有逆变式电源的高效省料轻巧等优点之外，它比现有的低频脉冲和直流ＭＩＧ焊技术具有更能保证熔透，“清洗”作用强，焊缝组织晶粒细化，微气孔倾向减少和接头强度高等突出优点，因此，具有很好的推广前景。     

开关型焊接电源及其电弧控制系统

就场效应管开关型焊接电源研制过程中的问题提出有效的解决办法，同时研制成功ＭＩＧ／ＭＡＧ电弧弧长闭环控制系统和随机脉冲稳弧控制方法，获得满意的工艺效果。     

开关型焊接的及其电弧控制系统

就场效应管开关型焊接电源研制过程中的问题提出有效的解决办法，同时研制成功ＭＩＧ／ＭＳＧ电弧弧长闭环控制系统和随机脉冲稳孤控制方法，获得满意的工艺效果。     

薄板电弧钎焊钎缝形成及界面现象

以不同的钎料及ＭＩＧ／ＴＩＧ电弧加热方式对几种母材进行电弧钎焊初步试验，结果表明，ＣＵＳＩ３和ＣＵＭＮＺＮ钎料电弧中热下能润湿铺展形成纤链，在电反钎焊条件下，钎料中的Ｓｉ、Ｍｎ元素易地钎疑一基体金属界面偏析和富集，经ＸＲＤ分析Ｓｉ是以Ｆｅ２Ｓｉ相式存在，而Ｍｎ是以固溶体形式存在。     

活性剂增加铝合金交流A-TIG焊熔深机理研究

采用多组元活性剂AF305进行铝合金交流A-TIG焊时,熔深达到传统TIG焊的3倍以上。进行了交流、直流正接和直流反接A-TIG焊,发现极性不同时活性剂对熔深的影响也不同。研究了强制电弧收缩对交流焊熔深的影响,发现弧根整体收缩并不是AF305增加交流A-TIG焊熔深的主要机理,熔深显著增加主要与焊渣成片分布有关。对焊渣进行了SEM形貌观察和EDS成分分析,并采用氦弧焊证实了焊接过程中焊渣在熔池表面成片分布,电弧斑点极大收缩。向AF305活性剂中添加铝粉改变焊渣分布,研究焊渣分布与熔深的关系,证实了焊渣成片分布能增加焊接熔深。认为焊渣成片分布使得电弧斑点极大收缩,斑点压力以及电弧和熔池内的Lorentz力增强,最终焊接熔深显著增加。     

弯曲及折线焊缝的自动跟踪

应用高速圆周扫描的ＭＩＧ／ＭＡＧ电弧作为传感器，避免了传感器超前安装及易受电弧光热干扰的缺点，特别有利于弯曲或大角度转折焊缝的自动跟踪焊接。研制出仅需电弧本身作为传感器的低成本、高性能自动转弯跟踪焊接小车。其控制器采用１６位单片机和数字化的脉冲宽度ＰＩＤ调节原理与模糊控制原理。成功实现对转折角度达４３°的折线焊缝的自动跟踪焊接。     

JZH-交直流电弧发生器

一、交直流电弧发生器交直流电弧发生器由交流电弧、直流电弧、控制装置组成。电弧的稳定性直接影响到元素的分析精确度。而电弧的稳定性从电学角度看,首先取决于弧光电流的稳定性,为了稳定弧光放电电流,在直流电弧部分装置中有稳流电路。原理图如图1。当光源进线电压在±     

基于小波消噪与LMD的埋弧焊交流方波电弧信息提取

埋弧焊交流方波电弧电信号存在畸变,影响焊接过程电弧稳定性和焊缝成形质量,针对于此,在对采集的埋弧焊交流方波电弧电流信号进行小波包降噪后,利用局部均值分解(local mean decomposition,LMD)对电弧电流信号进行自适应分解,获得若干个具有真实物理意义的PF(product function)分量,并对PF分量集进行Hilbert变换及能量熵计算。结果表明,利用小波消噪与LMD能有效得到埋弧焊交流方波电流波形畸变的不同频率成分及其幅值在时间特征尺度上的变化特征,在此基础上通过Hilbert变换及能量熵计算可以有效提取反映焊接过程电弧稳定性和焊缝成形质量的电弧特征信息。     

脉冲MIG焊建模仿真分析及弧长控制

针对脉冲MIG焊过程中的电弧稳定性问题,建立基于尖端不稳定熔滴过渡理论的焊丝熔化动态电弧模型,并对焊接过程中的电弧电压、电弧长度及熔滴过渡尺寸进行仿真,得到与实际焊接相似的电弧电压波形,分析脉冲电流下熔滴过渡频率及影响电弧稳定性的因素,且进行弧长稳定控制的仿真研究,在此基础上运用快速原型技术建立铝合金脉冲MIG焊控制系统,采用电弧电压反馈对铝合金脉冲MIG焊过程进行送丝调节的弧长控制试验。研究表明:所建立的铝合金脉冲MIG焊焊丝熔化动态电弧模型很好反映了实际焊接过程,揭示出脉冲MIG焊焊接过程中熔滴过渡时间间隔具有一定的不确定性和电弧长度的不稳定性,通过电弧电压反馈控制可显著改善铝合金脉冲MIG焊过程电弧系统的稳定性。     

基于周期平均值外特性的脉冲MIG焊弧长稳定性研究

通过对脉冲熔化极惰性气体保护(Metal inert gas,MIG)焊脉冲平均电流电压变化率的计算,提出脉冲周期平均值外特性曲线,并对弧焊电源脉冲周期平均值外特性曲线和电弧静态性曲线的动态稳定工作点进行详细分析,得出利用脉冲平均值外特性控制脉冲MIG焊的控制策略。同时运用双闭环控制实现了基于弧压反馈的I/I模式控制数字化弧焊电源,此电源能在送丝速度稳定情况下自适应弧长扰动变化,实现脉冲弧焊过程一脉一滴熔滴过渡。通过弧长阶跃试验表明,脉冲弧焊过程中焊丝熔化速度快速跟踪弧长变化,具有良好的弧长动态调节性能,保持弧长动态稳定,即焊接过程稳定,焊缝成形良好,同时验证了分析过程正确性和设计过程的可行性。     

铝合金MIG+激光复合焊接工艺研究

研究轻量化轿车用3A21铝合金M IG 激光复合焊接工艺,探讨工艺参数对焊缝成型的影响规律及激光与电弧的复合作用。试验结果表明,采用M IG 激光复合焊接工艺可以显著提高熔深和焊速,达到采用小功率激光焊机实现铝合金的激光焊接。在比较宽的工艺参数范围内M IG YAG激光复合焊接铝合金具有焊缝成型美观等优点,熔深和焊速均显著提高,大大提高生产率。     

熔化极脉冲氩弧焊弧长动态调节性能研究

介绍了一种新型的单周期脉冲MIG焊控制法,该法采用非线性控制,通过实时采集电弧电压信号,控制每一个脉冲周期内的平均电弧电压和预设值相同,系统具有很强的弧长调节能力。当扰动发生时,在每一个周期内,电弧电压的平均值和设定值之间既不存在静态误差也不存在瞬态误差,弧长可以在数个周期内调整到稳定。在深入研究电弧动态调节过程的基础上,对原来方案进行优化设计。试验结果表明,该系统具有优异的电弧自身调节特性,焊接工艺性能良好。     

电弧声信号与铝合金MIG焊缝塌陷的相关性

针对铝合金MIG焊过程热积累作用强容易产生焊缝突然塌陷从而导致焊接过程失败的问题,建立电弧声信号传感系统并以焊接电弧声为研究对象,运用小波分析方法研究焊接电弧声信号与焊缝塌陷的相关性。研究表明电弧声信号的能量变化与焊缝塌陷有着明显的对应关系,电弧声总能量随着焊缝开始塌陷而增加,对电弧声进行小波分解发现不同频带有着不同的变化规律。研究结果为铝合金MIG焊实时焊接塌陷缺陷的检测提供一种新型有效的方法。     

Effect of laser on the welding process of short-circuiting transfer MIG welding of aluminum alloys

In this paper, the effect of laser on the welding process in metal inert gas (MIG) welding of aluminum alloys was studied exploiting high-speed imaging and welding electrical signals collecting. Bead-on-plate welding experiments were conducted using conventional short-circuiting transfer MIG welding and laser-short-circuiting transfer MIG hybrid welding. The obtained results point out that it took less time to strike the arc in laser-MIG hybrid welding, and the stability of arc striking was increased. When the laser was introduced into the arc atmosphere, the arc was compressed, and the welding energy was more concentrated. The arc cathode spot was fixed to the laser beam impinging spot, so the arc could burn stably. In laser-MIG hybrid welding, the droplet short-circuiting transfer stability and the weld appearance were improved significantly. Moreover, an analysis method of judging droplet transfer stability which bases on statistical techniques was proposed. By this method, it can be concluded that the short-circuiting transfer process became more stable in laser-MIG hybrid welding.     

基于电弧光谱的钢熔化极惰性气体保护焊质量判识

通过对熔化极惰性气体保护电弧焊(MIG焊)电弧光谱分布进行采集,研究其光谱分布的基本特征,并基于光谱分布的分析,通过预设干扰因素,对不同特征谱段光谱信号随焊接过程的变化进行采集,寻求MIG焊接质量在线光谱测控的理论依据和工程实现.研究结果表明,MIG焊电弧光谱在不同谱段存在金属谱线和Ar谱线聚集区.在不同弧长下的不同熔滴过渡形态,其光谱信号在特征谱段得到明显反映,电流变化引起的焊道变宽也有很好的特征信号;不同干扰因素引起的焊接缺陷,在焊接电弧光谱信号不同谱段的分布和变化规律不同,通过对特征谱段信息的采集,可以获得关于焊接过程信息的特征信号,从而实现对MIG焊接质量的分类判识.     

薄板电弧钎焊钎缝形成及界面现象

以不同的钎料及MIG/TIG电弧加热方式对几种母材进行了电弧钎焊初步试验 ,结果表明 ,CuSi3和CuMnZn钎料在电弧加热下能润湿铺展形成钎缝 ;在电弧钎焊条件下 ,钎料中的Si和Mn元素易在钎缝—基体金属界面偏析和富集 ,经XRD分析Si是以Fe2 Si相形式存在 ,而Mn是以固溶体形式存在。     

激光-MIG双丝复合焊电弧特性与熔滴过渡研究

利用搭建的激光-熔化极惰性气体保护(Metal inert-gas,MIG)双丝复合焊接系统进行焊接试验。在试验中,主要研究激光功率、送丝速度、光丝间距和离焦量等几个主要变量对复合焊接稳定性、电弧特性和熔滴过渡的影响规律。分别选取电弧电压变异系数、电弧偏转角、熔滴过渡方式及过渡频率作为评价参量对稳定性、电弧特性和熔滴过渡进行分析。研究发现,随着激光功率增加,电弧偏转角先减小后增加,在1 000 W附近偏转角最小,焊接过程最稳定。引导丝熔滴始终为粗滴过渡,而跟随丝熔滴为粗滴过渡+少量短路过渡,熔滴过渡频率呈现先增加后下降的趋势。在送丝速度为4 m/min时引导丝和跟随丝的电弧稳定性最好,电弧偏转角先减小后增加最终趋于稳定。在离焦量为–1 mm时,引导丝和跟随丝熔滴过渡频率均达到最大值,分别为8.6Hz和6.3Hz。