高效弧焊技术的研究进展

0 前言 近年来,全球制造业的形势日趋严峻,竞争也愈演愈烈.为了提高产品的竞争力,各公司都在努力寻求降低生产成本、提高生产率的新技术.弧焊技术作为工业生产的一个重要环节,其效率的提高对于总生产效率的提高具有重要意义.因此,高效弧焊方法的研究已成为焊接工艺研究的热点之一.     

弧焊电源的现状与展望

焊接作为一种基本加工方法,应用非常广泛.电弧焊接是焊接方法中最重要的一个大类.不同的焊接工艺方法需要相应的电弧焊机.弧焊电源是电孤焊机中的关键部件.是为焊接电源提供电能的一种装置.弧焊技术是现代焊接技术的重要组成部分,其应用范围几乎涵盖了所有的焊接生产领域.没有先进的弧焊电源及其控制技术,要实现先进的焊接工艺和得到良好的焊接接头是不可能的.阐述了孤焊电源的由来、发展历程、现状及发展趋势,详细介绍了孤焊电源的具体分类、特点及应用范围.同时,深入探讨了近年来出现的各种新技术在弧焊电源中的应用,并预测分析了弧焊电源的发展前景.     

高效弧焊设备与方法在船舶制造中的应用现状

弧焊是船舶制造中采用的关键生产技术,它在很大程度上影响船的制造周期和成本.近年来,为了进一步提高焊接效率,各国在传统型造船高效焊接技术的基础上,大力发展更为高效的弧焊焊接设备与方法,其中主要有高效船舶机器人焊接、船舶双丝气电立焊、船舶多丝孤焊和船舶激光-电孤复合焊接.虽然我国已成为世界第三船船大国,但在造船领域与国际先进技术的差距仍是巨大的,必须跟踪国际先进水平发展的动向,使高效弧焊焊接成为我国船舶发展的必然趋势.     

谐振变流技术及其在弧焊逆变电源中的应用

本文介绍了谐振变流技术的发展概况，分析了恒频移相控制谐振技术的特点及工作原理，讨论了谐振变流技术在弧焊逆变电源中的应用。     

交流脉冲MIG弧焊电源及弧长控制

AC PMIG的控制模式是一周一脉一滴，脉冲电流设计在电弧EP极性时间里，其余时间均为基值电流。弧焊电源一次逆变控制电流快速动态过程，二次逆变控制电弧极性。控制系统采用双闭环结构，内环模拟控制电弧电流，外环80C196KC单片机控制电弧电压及电弧极性。根据电弧电压偏差信号及电弧状态，设计了四个控制规则及其控制参数的计算方法。正常焊接状态时变频控制交流脉冲频率。采用这种控制方案，获得了稳定性高、熔滴过渡均匀的焊接过程。     

弧焊逆变技术的研究现状与展望

主要从功率器件换流过程,逆变电源系统的技术,逆变电源的建模、理论分析、计算机辅助分析以及大功率逆变技术应用研究所面临的问题等方面,分析和探讨了 焊逆挛 现状与发展方向。     

弧焊缺陷超声相控阵探测技术研究

针对弧焊焊缝中常见的未熔合、气孔等缺陷有效检测的需求,以及传统超声检测技术难以直观定量显示缺陷的不足,开发了超声相控阵检测系统。利用超声相控阵探测技术来直观地定性和定量分析弧焊缺陷,实现了全波采集,ABC扫描成像显示,动态闸门重构,并将检测图像与工件几何信息相结合,更有效发现和定位、定量焊接缺陷。     

手弧焊时的基本操作技术

手弧焊是用手工操作的焊接方法，因此焊缝的质量在很大程度上决定于焊工的操作技术。手弧焊时焊条要做三个方向的运动：朝熔池方向逐渐送进；沿焊接方向逐渐移动；必要时作有规则的横向摆动。     

高效GMAW潜弧焊电弧特性数值分析

GMAW潜弧焊有着极其出色的焊接效率,在500 A大电流下,较大的电弧力使电弧排开熔池液态金属形成潜弧空腔,配合50 m/min的送丝速度和60 cm/min的焊接速度,焊丝稳定深入到该空腔内形成潜弧形态,显著提高电弧能量利用率,可将20 mm厚开坡口的钢板单道焊透.但是利用实验手段很难观察到潜弧空腔中的电弧及熔滴过渡...     

IGBT弧焊逆变器可靠性的研究

分析了ＩＧＢＴ弧焊逆变器的功率开关器件保护，主电路和控制电路的抗干扰，主变压顺和电抗器绕制工艺以及系统温升等问题。探讨了提高弧焊逆变器可靠性的关键技术。     

脉冲TIG焊混合电弧模型

基于实际的电弧物理过程分析,设计了相应的电弧阻滞系数方程,结合经典的Mayr和Cassie模型,提出了脉冲钨极氩弧焊 (TIG) 的混合电弧模型;论述了电弧阻滞系数方程中阻滞参数的选取原则,给出了模型中其它相关参数的数值确定方法,并结合电弧的实际进行了参数设定;基于该混合模型,进行了电弧的静特性验证,以及不同频率下的动特性验证. 结果表明,该混合模型能够有效的模拟TIG脉冲电弧.     

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.     

Implementation of high speed arc welding with DE-GMAW

Modern manufacturing industry demands low cost and high efficient welding processes to remain competitiveness in the time of globalization. In this study, conventional gas metal arc welding (GMAW) was modified, a double-electrode GMAW (DE-GMAW) system is developed and DE-GMAW process is implemented through optimization of the design and process parameters and suitable selection of igniting sequence of double arcs. High speed welding tests were carried out to examine the effects of different factors on occurrence of weld formation defects. Through observing the weld bead appearance in DE-GMAW, the values of critical welding speed were determined under different levels of welding current and welding speed.     

耦合电弧AA-TIG高速焊工艺

传统TIG焊焊接熔深浅、效率低,焊接速度提高时会出现咬边和驼峰等焊接缺陷.传统活性焊(A-TIG)相对于传统TIG焊可以显著增加熔深,但由于电弧压力作用,在高于一定焊接速度时仍会出现咬边和驼峰等焊缝缺陷.以SUS304不锈钢为母材,提出新型的耦合电弧AA-TIG(arc assited activatingTIG we...     

薄板高速熔化极脉冲气体保护焊控制及实现

高速焊接条件下容易产生咬边等缺陷,实现大电流低电压的稳定焊接是解决问题的关键,设计一种新型单周期弧压反馈闭环控制系统,在每一个周期内保证电弧电压的平均值相同,可以实现快速稳定的弧长调节.对偶然发生的短路,采用相应的波形控制方式.对脉冲参数进行优化,有效的减小了熔滴尺寸,缩短了弧长.试验表明,该系统具有很强的电弧自身调节能力,相对于传统控制方式,在相同送丝速度条件下工作电压可以降低1～5V.在焊接速度1.3m/min时,仍可以有效地避免产生缺陷,焊缝成形美观,背面熔透均匀,几乎没有飞溅.     

高效焊接技术研究现状及进展

弧焊高效焊接技术主要以提高熔敷效率和焊接速度为目的.其中高熔敷效率焊接主要是在单位时间内熔化更多的焊接材料,代表工艺为T.I.M.E.焊接;高速焊接是在提高焊接速度的同时提高焊接电流,以维持焊接热输入大体上保持不变,代表工艺以多丝弧焊技术为主.此外,高效焊接技术还包括其它焊接方法,都可以大大提高焊接效率,主要有激光复合焊,A-TIG焊等.文中主要介绍了这几种典型的弧焊高效焊接技术的研究现状及其进展.     

Physics characteristic of coupling arc of twin-tungsten TIG welding

1 Introduction It is well known that high effeciency and high quality welding is the developing target of welding technology[1, 2]. TIG welding is one of the high quality and widely applied welding methods because its arc is stable, its precess is easy t…     

基于弧焊智能化的探索

弧焊智能化是对电弧焊接各环节进行智能化,传统的示教加再现的焊接机器人已无法满足要求,必须构建智能化弧焊机器人系统.对工业机器人控制、机器人视觉、六维力矩传感、激光2D/3D焊缝传感、高频逆变弧焊电源、机器人弧压调高技术、机器人弧焊工艺技术方面进行了研究.     

耦合电弧钨极TIG焊电弧压力的测量与分析

开发了一种耦合电弧钨极,可显著降低电弧压力,消除咬边和驼峰焊道等缺陷,实现较高速度的TIG焊接.针对这种钨极进行了TIG电弧压力测量,研究了主要工艺参数对电弧压力分布的影响规律.结果表明,与传统TIG电弧相比,在相同参数下耦合电弧钨极TIG电弧压力峰值明显降低,并且随着弧长的增加、钨极伸出长度的增加、焊接电流的减小、电极槽宽的增大以及钨极直径的增大,耦合电弧钨极TIG焊的电弧压力峰值减小.对电弧压力的影响由大到小依次为焊接电流、钨极伸出长度、弧长和钨极直径、电极槽宽.     

高频脉冲变极性焊接工艺性能研究

分析了高频脉冲电流对变极性焊接电弧特性、焊接工艺及焊缝性能的影响,试验结果表明,高频电流脉冲能够较大程度地压缩电弧等离子体、提高电弧轴向压力及电弧挺度,在相同焊接电流有效值的情况下,频率在5kHz以上的电流脉冲能将电弧力提高到普通变极性焊接的260%左右.同时高频脉冲电流能够提高变极性焊接的焊缝熔深,减小焊缝正面余高以及改善焊接效率.对于2219-T6时效强化铝合金而言,采用叠加10 kHz高频脉冲变极性焊接工艺,焊缝抗拉强度在未经任何焊后热处理的情况下能够达到300 MPa左右,相当于母材强度的67%.