高气压环境等离子弧行为与工艺研究

等离子弧切割技术因其高效稳定的工艺优势被广泛应用于工业领域.文中以空气等离子弧为研究对象,通过COMSOL Multiphysics软件建立了喷嘴结构的二维轴对称有限元数学模型,并对电弧磁流体模型进行了优化.基于磁流体动力学和电弧等离子体理论,选用等离子平衡放电多物理场接口,并确立了空气等离子电弧模型的控制方程和边界条件,实现对电弧模型的编译求解.仿真结果表明,在引弧电流一致的条件下,随着环境压力的增加,电弧在温度分布和速度分布上均呈现收缩的态势.基于3 MPa高压焊接试验舱,搭建了高压环境等离子弧切割实验系统,通过对气路和非高频引弧电路的优化设计,实现了环境压力为0.1～0.7 MPa的稳定起弧.并基于此开展了高压梯度下的等离子弧切割实验,并结合切割质量指标研究了环境压力对等离子弧电离行为的影响.     

非高频引弧逆变空气等离子切割机的研究

成功研制了一种新型非高额定电流引孤的IGBT逆变空气等离子切割机,该机切割电流在30～120A范围内连续可调.整机原理上采用Boost升压功率因数校正技术将整流后的电网电压提高为720V的稳定直流高压,然后通过IGBT半桥逆变主电路、高频变压器和桥式整流得到相应的切割直流电压.采用DSP数字化控制技术实现了半桥PWM控制、非高频引弧以及整机的过电压、欠电压、过电流、过热等功能.试验表明该等离子切割机具有可靠性高、电磁干扰小、一次引孤成功率高等特点.     

世界一流等离子切割辅具供应商——意大利泰克莫携非高频等离子切割技术强势登陆中国

非高频等离子切割技术一直深受广大用户的青睐,在欧美国家,非高频等离子电源已经成为一种标准配置。其清洁的引弧方式,对周围用电器的较少干扰和在与CNC机床配套时减少对软件和系统的干扰,得到了越来越多的国内用户的认可。但随着国内等离子切割电源技术的日趋成熟,制约等离子切割电源发展的瓶颈也凸显了出来。优秀的等离子电源往往由于切割枪的缺陷而失去了竞争优势,让客户往往认为是电源方面的技术问题。     

珠海润东携手意大利泰克莫引领中国非高频等离子切割技术新潮流

在欧美国家,非高频等离子切割技术已非常成熟,一直深受广大用户青睐。其清洁的引弧方式,对周围电器的较少干扰和在与CNC机床配套时减少对软件和系统的干扰,越来越多得到了国内用户的认可。但受制于国内等离子切割枪的技术缺陷,优秀的电源往往匹配不到一把优秀的切割枪。珠海市润东焊割技术有限公司联合意大利泰克莫公司（TEC.MO）将代表世界一流水平的等离子切割枪及耗材引入中国,从而大大提升了国产等离子切割电源的优势。尤其在非高频等离子切割领域,意大利泰克莫PT/ST系列非高频等离子切割枪为中国客户带来了一系列引领潮流的新技术。     

1997年AWS国际焊接与制造展览会新产品简介

1997年美国焊接协会（AWS）国际焊接与制造展览会于4月14日在洛杉矾举办。这次展览会共有580家参展商。展台总面积为13182．5m2。在为期3天的展览中，共有19，464人参观了展览。本届展览会部分新产品介绍如下。1IincolnElectcic公司推出了以下几种新产品：1．1轻便式等离子弧切割电源Pro－Cut55。该电源输出55A，可切割薄板及至19mm厚的板材。所配的PCT80型焊炬不需用高频．在按下开关后没有延迟时间．且在15ms内可二次引弧。该电源采用双绕组技术．即分别用于维持电弧和切割电弧．从而产生出一种能进行平滑切割的电弧，将毛刺控制在最…     

高频响液压轨迹跟踪系统复合控制策略的研究

介绍了几种提高液压轨迹跟踪系统响应频率和控制精度的控制策略,并在此基础上设计了一种基于PID控制的前馈-反馈复合控制系统。Simulink仿真结果表明,与常规PID、反馈控制系统相比,这种复合控制策略有效地提高了系统的频宽,保证了系统对高频输入的跟踪精度。     

CO2焊短路过渡过程瞬时能量的波形分析

采用自行研制的焊接电弧动态小波分析仪,对三台弧焊接电源的焊接过程进行了测试分析.试验结果表明,瞬时能量可以综合地反映电流电压对电弧动态性能的影响.起弧时瞬时能量应随电流的上升而迅速达到引弧能量,从而使引弧顺利.在中间焊接过程的熔滴过渡周期中,燃弧的瞬时能量应稳定在基值,短路过渡时陡降至更小值,然后迅速上升完成短路过渡;电弧重燃后瞬时能量再快速地降到基值.收弧时瞬时能量应缓降到零,并且避免严重冲击.分析结果可为焊接电流、电压波形的设计和精细控制提供依据.     

斜特性式脉冲CO2焊电源自适应控制方法

在脉冲CO2焊设备采用恒流控制电流波形时,其外特性也就变为恒流特性,这样就需要在恒流闭环控制CO2焊脉冲电流波形的基础上采用相应措施,来保证CO2焊电源具有足够的电弧电压自动调节性能.从电弧能量控制的角度,研究了通过控制CO2焊燃弧过程峰值电流时间的途径来闭环自动调节脉冲CO2焊电弧电压的斜特性式控制方法;提出了以脉冲式CO2焊逆变电源外特性斜率为判据的控制算法,使脉冲CO2焊电源输出外特性斜率可调.结果表明,斜特性脉冲CO2焊电源能在焊接过程中自适应调节电弧电压,并可通过改变电源外特性斜率来定量调节电源对弧长的自动调节强度.     

前馈-改进型PID复合控制策略的研究

针对PID反馈控制快速性和稳定性二者之间的矛盾,在分析各种改进型PID控制方法和前馈控制性能的基础上,提出一种适用于工业过程控制场合的带前馈改进型数字式PID位置复合控制方法。通过仿真实验对比表明:采用该前馈-改进型PID复合控制方法可显著提高控制系统的稳定性、快速性和准确性。在PMAC运动控制卡上的应用也说明该控制方法可满足基本的稳、快、准控制要求。     

温州万事达焊接设备制造公司“新型低频等离子切割枪”介绍

<正>通常情况下,国内的等离子弧切割都采用高频震荡器引弧,引弧频在30￣60kHz之间。由于高频对精密电子设备存在干扰,对人体也存在着一定损害,故国外开始采用低频进行引弧。这就要求等离子切割枪必须能在无高频震荡器低频情况下进行引弧。     

逆变式焊/割电源滑模变结构与PI综合控制

根据焊条电弧焊/空气等离子切割电源特性,考虑到网压波动、经济效益以及人身安全,仔细分析了电源负载电流,短路电流和空载电压的要求,引入了滑模变结构控制(SMC),研究了基于SMC的电压环与基于PI的电流环相结合的综合控制方式,解决了电压超调与快速电压响应的矛盾等问题.文中从理论上推导了基于平均状态空间模型移相全桥间接SMC控制算法,应用了直接相移PWM波生成方法,从而使控制更为简单实用.最后在一台20 kW的逆变式焊/割电源上采用综合控制方法和单纯PI控制进行比较试验.结果表明,采用的综合控制方法应用在焊/割电源是一种非常有效且鲁棒性强的方法.     

基于DSP的数字化控制逆变式空气等离子切割电源研究

采用数字信号处理器DSP56F805,建立了逆变式空气等离子切割电源数字化控制系统.利用霍尔电流传感器检测电源输出电流,通过采样与A/D变换、数字滤波和PID控制实现了稳定的恒电流输出特性,并通过大林算法克服了数字PWM控制以及功率变换电路输出本身的延迟效应.此外,电源系统还采用Boost电路进行有源功率因数校正,输入EMI滤波电路滤除高频干扰,从而有效地提高了电源系统的功率因数和工作稳定性,以及数字化控制系统的抗高频干扰能力.实验结果表明,该数字化控制逆变式空气等离子切割电源切割过程稳定,切割质量良好.     

CO2气体保护焊的新型全数字化波形控制技术

对于逆变弧焊电源,采用基于 DSP 的全数字控制策略.针对短路过渡 CO2 气体保护焊特点,提出了准恒压全数字化新型波形控制策略,不再根据输出电压区分短路和燃弧过程,使得短路和燃弧过程过渡自然,适应于所有的焊接工艺,提高了系统的适应性.同时在短路初期采用瞬态电流抑制技术减少了飞溅,建立了包含实时燃弧能量补充机制的全数字化电压电流瞬时反馈的全数字三闭环控制模型.结果表明,所提出的全数字化软开关控制策略灵活、可靠;所采用的数字波形控制技术适应性好、灵活、焊接过程稳定、焊缝成形优良.

Abstract：

According to the characteristics of short circuit transfer of CO2 gas metal arc welding, a novel full digital waveform control scheme called quasi-constant voltage control is presented for inverter type arc welding power based on DSP. Short circuit and arc ignition process are not judged according to the output voltage and transfer process between them is smooth. The strategy is also applied to all welding conditions. Initial current at the instant of short-circuit is suppressed to reduce spatter generation. A triple closed loop control model including real time energy compensation for the arc state based on instantaneous voltage and current feedback control is estabhshed. Flexibility and reliability of the proposed fully digitalized softswitching control strategy is validated by experimental results of 400 A welding machine. The experimental results show that proposed digital waveform control scheme is applicable for different wire feeding speed conditions, and the welding process is stable and the welding bead appearance is good.     

数控等离子弧切割多参数的选择与优化控制

数控等离子弧切割是一种经济、实用、高效的先进热切割技术.在数控等离子弧切割工艺参数中,许多参数相互耦合,影响切割质量与切割效率,因此,切割参数的选择及控制是一个重要的问题.通过对数控等离子弧切割的加工工艺进行分析,对等离子弧切割的空载电压、弧柱电压、切割电流、切割速度、工作介质及流量、喷嘴距工件的高度、喷孔直径、电极内...     

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。     

增量型PID恒流恒压控制的Plasma-MIG复合电弧焊接

Plasma-MIG复合电弧焊接对电源的外特性输出及焊接过程控制有着很高的要求,以VC++软件开发工具为平台,推导了适合于Plasma-MIG复合电弧焊接的增量型PID控制算法,实现了对复合电弧焊接过程控制及电源外特性的要求.结果表明,增量型PID恒流恒压控制能够满足Plasma-MIG对电源外特性的输出要求.Plasma电弧和MIG电弧并不是相互独立的,两者以共享的电磁空间、导电气氛和焊丝为媒介建立起耦合关系.Plasma-MIG复合电弧焊接过程中,增量型PID控制下的Plasma电弧能够自发的调节自身电参数,来稳定电弧空间的电流密度,使得焊接过程中无飞溅.采用控制后,Plasma-MIG复合电弧焊焊接过程焊缝铺展好,焊接过程稳定,焊缝成形好.     

软开关逆变式双丝高速脉冲焊电源

将软开关技术、脉冲焊技术和总线通信技术等有机结合,研制了协同控制的Tandem型双丝脉冲MAG焊电源。脉冲焊接电源主电路采用饱和电感并充分利用励磁能量拓宽软开关范围,针对双丝脉冲焊电弧形态、熔滴过渡及电源外特性和动特性的要求,提出了基于电流峰值模式的双闭环恒电流和恒电压控制模式,并进行了分析与设计;利用SOC单片机C8051F020和RS485总线通信技术实现了双丝脉冲焊的数字化协同控制,解决了双丝高速焊两路输出脉冲同步、反相与随机输出形式的协同控制。试验表明,电源性能满足设计要求,高速焊接过程稳定、焊缝成形好、飞溅小、变形小。     

新型PWM-BUCK电子束焊机稳定高压电源的设计

设计了一种新型PWM-BUCK电子束焊机高压加速稳压源电路系统,系统内设精密开关限流电路,能有效防止浪涌电流和过流的产生,提高了系统工作的可靠性和稳定性.通过SABER仿真,全面分析了系统的开、闭环特性,结合系统特点提出了一个含电源前馈补偿的PID控制器,同时论述了控制器的参数设计原理和步骤.结果表明,系统具有稳压精度高、动态特性好、换能效率高、工作条件要求低、整机系统可靠性高等优点.     

微机控制IGBT逆变式脉冲MIG焊电源的研究

建立了微机控制和ＩＧＢＴ逆变式脉冲ＭＩＧ焊电源系统,实现了ＭＩＧ焊接过程弧压自适应闭环控制。实验表明,该系统对弧长扰动有较强的适应能力,可在深坡口中稳定焊接。