短路过渡CO_2焊接短路历程分析与控制

在剖析短路历程对短路过渡CO2焊接的焊接过程稳定性、焊接工艺性能和焊接质量影响的基础上,首先对短路历程不同阶段熔滴液桥的受力分析可知,短路初期较大的焊接电流将阻碍熔滴在熔池中的顺利铺展,而短路中后期的脉冲大电流将强化电磁力对液桥缩颈的形成;进而在依据短路期间电源输出回路电阻变化曲线对短路进程进行判断的基础上,采用在短路初期施加小电流、在中后期施加脉冲大电流、在缩颈破断前降低焊接电流的短路电流控制方法,对短路历程的控制进行了实验研究。结果表明,短路历程的一致性得到有效控制,短路过渡CO2焊接的焊接工艺性能得到显著改善。     

短路过渡CO2焊接熔滴形状数值模拟与控制

为了进一步提高短路过渡CO2气体保护电弧焊的工艺性能和焊接质量,根据高速CCD摄像获得的熔滴及其短路过渡图像,分析了熔滴与熔池短路前的形状对熔滴与熔池的短路、熔滴在熔池中的铺展及液桥缩颈形成的影响.采用熔滴静力平衡模型研究了电磁力(燃弧电流)、表面张力、重力与熔滴形状的关系,并通过对燃弧电流的精确控制实现了对熔滴形状的有效控制.当熔滴与熔池短路前为细长形状时,短路过渡过程稳定柔顺,而当熔滴为扁平形状时,则不利于熔滴的短路过渡,甚至产生瞬时短路.燃弧阶段的熔滴形状体现了各种力对熔滴的作用,而电磁力(燃弧电流)是决定熔滴形状的主要因素.根据燃弧电流对熔滴形状的影响规律,提出了采用前期大、后期小的燃弧电流控制原则,以在燃弧的不同阶段获得不同的熔滴形状.试验结果表明该控制方法获得了良好的适合于熔滴短路过渡的短路前熔滴形状,短路过渡过程柔顺稳定,消除了瞬时短路以及由此导致的飞溅,改善了熔滴的短路过渡行为,短路过渡结束后焊丝端部的残余液态金属具有良好的一致性.     

CO2气体保护焊短路过渡与电弧电压关系的研究

针对CO2短路过渡气体保护焊过程中的飞溅问题，通过焊接质量分析仪采集电压、电流动态信息，找到与飞溅相关的熔滴缩颈、熔滴短路和熔滴小桥爆断时刻的标志信息，为短路过渡气保焊过程在线监控提供高品质的信息源。     

波控短路过渡CO2焊接恒频自适应控制系统

针对短路过渡CO2焊接工艺的特殊性,基于熔滴与熔池短路阶段电源输出回路电阻的变化特征,确定了有利于消除瞬时短路及提高熔滴过渡规则性的焊接电源输出电流波形.在对短路过渡频率及焊丝伸出长度进行实时检测的基础上,采用MC68HC11A1单片机为主控CPU,建立了焊丝伸出长度变化前馈补偿-短路过渡频率负反馈控制的波控短路过渡CO     

IGBT逆变弧焊电源CO2气体保护焊飞溅的波形控制

随着逆变焊机的发展和数字技术的应用,逆变CO2气体保护焊电源可通过调节焊接电源输出的电流与电压来控制熔滴过渡,改善焊缝成形,降低飞溅.根据熔滴过渡不同阶段的要求产生电流与电压控制信号,进行波形控制可实现调节短路电流上升速度,以减小短路峰值电流,降低短路爆炸能量;减少瞬时短路的次数;通过短路后期液桥颈缩电压上升率切断短路电流,消除电爆炸能量.以此有效减少CO2气体保护焊短路过渡产生的飞溅量,为低飞溅CO2气体保护焊的设计与实现提供有力保证.     

时代逆变波控气体保护焊机

A1 2 0 - 40 0 / 50 0 (系列 )是总结时代集团公司前几代气保焊机的研制、开发和生产的经验 ,结合气保焊机的近期发展趋势 ,在时代 IGBT逆变电源的基础上通过采用电子电抗器对短路过程进行波形控制技术的新一代半自动熔化极气保焊机。在 CO2 气体保护焊中 ,短路过渡是一种主要的熔滴过渡形式。短路过渡焊接过程中飞溅大和焊缝成形不好这两大难题一直未能得到很好的解决。除焊接参数不合适及焊材方面的原因外 ,主要是短路末期熔滴液桥破断电爆炸飞溅及短路初期的瞬时短路飞溅 ;焊缝成形不好的原因是周期性的短路过程使电弧对母材熔化不足 …     

波控短路过渡CO_2焊接恒频自适应控制系统

针对短路过渡ＣＯ２焊接工艺的特殊性,基于熔滴与熔池短路阶　段电源输出回路电阻的变化特征,确定了有利于消除瞬时短路及提高熔滴过渡规则性的焊接　电源输出电流波形。在对短路过渡频率及焊丝伸出长度进行实时检测的基础上,采用ＭＣ６８ＨＣ　１１Ａ１单片机为主控ＣＰＵ,　建立了焊丝伸出长度变化前馈补偿—短路过渡频率负反馈控制的波控短路过渡ＣＯ２焊接恒频自适应控制系统,以提高焊接工艺过程的稳定性、抑制焊丝伸出长度变化对焊接工艺过程的扰动。     

脉冲MAG焊后中值脉冲工艺研究

针对脉冲MAG焊一脉一滴熔滴过渡过程的控制，提出后中值脉冲新工艺方法，分析了后中值电流及后中值时间对脉冲MAG焊接过程的影响规律。采用后中值脉冲工艺方法对低碳钢进行焊接工艺试验，确定了最佳的后中值电流和后中值时间。试验结果表明：后中值电流为一理想值范围时焊接效果较好，后中值电流太小或太大时焊接过程能稳定，但其焊接过程类似于无中值脉冲时的焊接过程，失去后中值脉冲工艺的意义；在确定了后中值电流为给定的理想值的基础上，后中值时间为一理想值范围时焊接效果较好，后中值时间太小或太大时焊接过程不稳定，会产生瞬时短路和断弧现象。合理地设置后中值电流和后中值时间，有利于控制熔滴过渡，实现一脉一滴过渡，获得的焊缝质量好、成形美观。     

直流正接MAG焊电弧及熔滴过渡特性

借助高速摄像手段研究不同保护气氛下(Ar+CO2和Ar+O2)、不同焊接电流大小的直流正接MAG焊的电弧及熔滴过渡特性,分析电弧烁亮球的成因及其对直流正接MAG焊接过程稳定性的影响特点,并在此基础上确立直流正接MAG焊的工艺区间,同时比较焊丝极性对MAG焊焊丝熔化系数的影响。试验结果表明,当保护气体采用Ar+CO2时,熔滴过渡方式基本上呈大滴排斥过渡,焊接过程不稳,飞溅较大,难以应用;当保护气体采用98%Ar+2%O2时,稳定的直流正接MAG焊的熔滴过渡方式可分为小电流滴状过渡和大电流射流过渡,其中前者为下垂滴状过渡,并且熔滴尺寸随着焊接电流的增大而减小,而熔滴过渡频率相应提高,后者的电弧烁亮区分为上下相串联的两部分,调节电弧电压可以控制电弧烁亮球的活动范围并能改善焊接过程的稳定性。     

不同波长激光对激光—MAG电弧复合焊接熔滴行为的影响

通过计算分析了金属对Nd：YAG激光和CO2激光的吸收率;以8.0mm厚高强钢板为试验材料,采用高速摄像系统观测熔滴过渡模式和等离子体形态的变化.建立脉冲MAG焊接熔滴力学模型,从熔滴受力角度分析了不同波长两种激光YAG激光和C02激光在激光—MAG焊接中对熔滴过渡形式和熔滴过渡频率的影响.结果表明,Nd：YAG激光和CO2激光输出特性存在差异,金属表面对YAG激光的吸收率约为CO2激光的3倍多;在焊接电流180A、焊接电压26V、光丝间距3mm的相同条件下,YAG激光—MAG电弧复合焊接熔滴过渡频率高于CO2激光—MAG电弧复合焊接的熔滴过渡频率,且熔滴过渡频率均随着激光功率的增加而降低,但是增加等量的激光功率,YAG激光—MAG电弧复合焊接熔滴过渡频率下降幅度更大;CO2激光—MAG电弧复合焊接过程中,熔滴的过渡形式由射滴过渡转变为颗粒过渡,在YAG激光—MAG电弧复合焊接过程中,熔滴过渡形式主要为射滴过渡.     

基于效率优化的混合动力再生制动控制策略

以CVT混合动力轿车为研究对象,根据镍氢电池组和ISG电机性能试验结果,建立了电机/电池联合效率模型,获取了电机/电池联合最佳效率曲线,提出了实现CVT与ISG电机和镍氢电池组最佳匹配和系统效率优化的再生制动控制策略。仿真结果表明：所提出的再生制动控制策略,在保证整车制动安全的条件下,能实现ISG电机/电池高效工作,可进一步提高制动能量回收率。     

高氮钢激光-电弧复合焊接熔池表面流动行为

焊接熔池流动行为是影响焊缝成形和接头质量的关键因素之一,其特征难以直接获取。试验采用ZrO₂颗粒作为示踪粒子,利用高速相机观察示踪粒子运动轨迹,开展高氮钢激光-电弧复合热源焊接熔池表面流动行为的研究。研究结果表明：单独激光焊接时,其熔池的流动主要受匙孔尺寸变化的影响;单独电弧焊接时,其熔池的流动则主要受电弧压力和熔滴进入熔池时所产生的冲击力的影响;而激光-电弧复合焊接时,其熔池的流动既受电弧压力和熔滴进入熔池时所产生的冲击力的影响,同时,匙孔的存在也会影响其熔池的流动。在激光-电弧复合焊接过程中,示踪粒子的直线移动距离随着焊接电流和电弧电压的增加而增加;而激光功率的改变对其直线移动距离的影响并不显著。研究结果揭示了不同焊接工艺及其参数对高氮钢焊接熔池表面流动行为的影响规律,为高氮钢焊接工艺的选择提供了理论依据。     

Investigation of melting dynamics of filler wire during wire feed laser welding

In order to investigate the mechanism of stability for the wire feed laser welding process, systematic experiments are carried out in this study for 5A06 aluminum alloy. By using high speed camera, the melting dynamics of filler wires with different feed positions and feed rates are studied. The results indicate that these two factors mainly influence the characteristics of the filler wire melting dynamics and determine the stability of the welding process. The melting dynamics of filler wire can be generally characterized by three different forms: explosion, big droplet and molten metal bridge. When the filler wire melts and transits to the molten pool in the forms of explosion or big droplet, the stability of the welding process is strongly disturbed, resulting in an undesirable weld quality. In contrast, when it is in molten metal bridge form, the welding process is more stable and a uniform weld bead is achieved.     

Experimental Study on Metal Transfer and Welding Spatter Characteristics of Cellulose Electrode

Welding spatter cause many problems during the welding process and this issue is particularly important for cellulose electrode welding.The hot flying spatter balls often deteriorate the working environment,and decrease the welding efficiency.Many factors affect the welding spatter,and metal transfer behavior is one of the main factors.Many studies concerning the spatter mechanism in arc welding process were made;most of them focused on the solid wire welding and the study on cellulose electrode is rarely reported.In this paper the metal transfer behavior and the weld spatter characteristics of three commercial cellulose electrodes were studied experimentally by using a high speed camera for visually capturing the metal transfer.The relationship between the metal transfer and the welding spatter was analyzed experimentally by comparing the spatter loss coefficient,which is for quantitative evaluation of welding spatter,with the statistical analysis of the large droplet transfer mode.The results showed that short circuiting transfer,large droplet spray transfer,fine droplet spray transfer and explosive transfer govern the metal transfer modes in cellulose electrode welding.Weld spatter occurred mainly in the deflection of large droplet process,explosive transfer process and fine droplet spraying process.Different metal transfer modes lead to different spatter.The deflection of large droplet and explosive transfer are the main factors of the spatter formation.Minimizing the droplet size and reducing the deflection of large droplet and explosive transfer leads to the reduction the amount of spatter in cellulose electrode welding.     

GMAW焊接熔滴长大和脱离动态过程的数学分析

考虑GMAW焊接过程中熔滴过渡的主要特点,利用“质量-弹簧”理论建立了熔滴过渡的数学模型,对连续电流条件下GMAW焊接熔滴过渡过程进行了动态力学分析。定量分析了熔滴过渡形式、振荡速度等对熔滴过渡行为的影响,预测出了不同焊接电流条件下的熔滴脱离尺寸和过渡频率。结果表明,在同一焊接电流条件下, 上一个熔滴的脱离会影响到下一个熔滴在焊丝末端的振荡,并影响熔滴的尺寸和过渡周期:熔滴尺寸和过渡频率的理论计算值与试验数据基本吻合。     

短路过渡焊丝伸出长度适应性数字模糊控制系统

针对短路过渡CO2气体保护焊在焊丝伸出长度变化较大时,焊接电弧稳定性差,易导致焊接过程中断和焊缝成形不良的问题,采用一种以ADI公司的ADSP2181数字信号处理器为核心,设计具有全数字控制特点的CO2焊短路过渡模糊控制系统.模糊控制系统由模糊控制器和波形控制参数在线调整两部分组成,模糊控制器主要是调节送丝速度,而后以送丝速度为依据,通过波形控制参数在线调整包括焊接电源输出电压在内的短路过渡波形控制参数.试验证明,模糊控制系统通过在线焊接平均电流检测与计算,自动调整送丝速度和波形控制参数,增强了焊接过程中焊丝伸出长度变化时焊接电弧的稳定性,提高了短路过渡CO2焊丝伸出长度的适应范围,焊丝伸出长度的变化在8～45 mm的范围内均可获得良好的焊缝成形.     

药芯焊丝CO2气体保护焊熔滴过渡形态观察分析

采用高速摄影技术和汉诺威焊接参数分析仪,对国内外代表性的药芯焊丝CO2焊的熔滴过渡过程、电弧行为、飞溅、烟雾等电弧物理现象进行了大量的观察,总结了各种药芯焊丝熔滴过渡形式和电弧行为的特点,对各种过渡形式工艺性进行了初步评价。