虚拟仪器技术在焊接过程实时检测与分析中的应用现状

针对虚拟仪器技术在焊接过程自动化控制和质量分析中的广泛应用,介绍了虚拟仪器的构成。根据虚拟仪器与焊接过程的结合方式,从焊接过程的电信号分析、视觉信号评价、热循环过程测量、电弧声信号提取、远程网络化管理五个方面的数据分析和控制技术的研究现状进行了综述。表明多传感器多信息融合的同步分析是目前焊接自动化和在线控制的发展趋势,从而证实了虚拟仪器技术在焊接过程实时分析中的重要性和应用价值。     

激光-电弧复合焊接技术国内研究现状及典型应用

激光-电弧复合焊技术作为当前一种高效、优质焊接新技术的典型代表具有高速、高效、高稳定性、低变形、易于实现单面焊双面成形等技术优势,拥有广阔的工程应用前景。重点从其热场耦合特征、电弧物理特性、熔池特性等方面的研究结果,探讨并总结激光-电弧复合焊接技术在焊接过程具有形性控制独特优势的本质,为该焊接新技术的工程应用推广提供基础理论支持,并结合国内的工业基础情况及技术需求,重点介绍了激光-电弧复合焊接技术在工程机械、煤炭机械、轨道交通等几个高端装备制造领域的应用情况,分析了激光-电弧复合焊接技术在综合投资、焊接成效、节能环保等方面的综合优势。     

焊接与切割设备的使用和维修(一)——电焊机分类及焊接电源的特性

介绍了电焊机的分类，焊接电弧的产生与特性及其对焊接电源静特性、动特性、空载电压、调节特性的要求，对电弧电压自动调节系统和电弧自身调节进行了分析说明，指出不同的焊接方法应选用不同静外特性的焊接电源。     

焊接设备——熔焊设备

沃尔什信号发生器在逆变焊接电源中的应用；双电弧共熔池脉冲GMAW电源的复合外特性；逆变弧焊电源的三相功率因数校正器；多功能数字化弧焊逆变电源人机交互系统；基于μC／OSⅡ的变极性焊接电源的研制 ；     

弧压正反馈晶体管脉冲电源的研究

为适应微型薄件(10~(-2)mm)的焊接需要,研制了电弧电压正反馈的晶体管脉冲电源,使焊接电流随弧压升高而增长,随弧压减小而降低,以利于工件熔深的均匀及电弧弹性的提高。将这类电源用于微束等离子弧焊取得了良好的效果,并研制出相应的样机。本文着重讨论电弧由具有上升外特性的晶体管电源供电时系统的稳定性问题,明确了电弧的静特性、动特性和电源的静外特性、过渡特性之间的相互关系,提出了相应的判据,对电源与电弧系统的动态稳定性的认识有所深化。根据有关科研单位提出的要求,我们在过去工作[1]的基础上,针对厚度为0.05—0.10mm 工件的焊接需要,专门研制了弧压正反馈晶体管脉冲电源,供微束等离子弧焊用。现将我们的初步工作汇报如下,供参考。     

多丝电弧焊技术及其电弧稳定性和焊缝成形

多丝电弧焊技术是重要的高效焊接工艺方法,双电源双丝气体保护电弧焊、多电源多丝埋弧焊已经有较为广泛的应用。关于多丝电弧焊工艺、电弧热源模型、电弧间相互作用等,焊接工作者开展了大量卓有成效的研究工作。根据焊丝、电弧和电源数量及电弧燃烧方式,将多丝电弧焊技术分为单电弧、多电弧和多电弧耦合三大类,在简要介绍各种多丝电弧焊技术工作原理的基础上,侧重于电弧间相互作用力和电弧燃烧规律、焊接工艺规范与焊缝成形的探讨和总结,以期促进多丝电弧焊技术的进一步研究发展和应用。     

基于LabVIEW的电弧传感跟踪控制系统

在图形代码语言LabVIEW环境下，构建了电弧传感跟踪焊接参数检测系统。描述了基于虚拟仪器的电弧传感跟踪系统的控制方法。该仪器具有在线分析、显示电弧传感电参数曲线、控制输出旋转扫描速度、焊接速度以及逻辑控制等功能，给出了采用虚拟仪器技术实现电弧传感跟踪控制的系统软件设计方法及控制流程。     

激光-电弧复合焊接技术的研究与应用

阐述了激光-电弧复合焊接的基本原理和复合形式,归纳了几种激光-电弧复合焊接技术的特点、应用范围和国内外的研究进展,介绍了目前国内外激光-电弧复合焊接技术在汽车、造船、石油化工等制造业中的应用,最后指出激光-电弧复合焊接技术有着非常广泛的应用前景,是今后激光焊接技术的发展趋势,激光-电弧复合焊接机理还有待于进一步研究。     

激光-电弧复合焊接技术的研究现状

首先总结了激光焊和电弧焊的优缺点,然后根据复合热源的种类,分别介绍了激光-TIG焊、激光-plasma焊、激光-MIG焊复合热源系统,概括了每一种复合热源的原理、特点和国内外研究现状;介绍了激光-电弧复合焊接技术在汽车、船舶、航空等制造业中的应用。最后指出激光-电弧复合焊接技术的发展趋势。     

窄间隙TIG焊接电弧特性研究方法概述

窄间隙TIG焊接方法作为一种高效焊接技术,在工业生产中有着广泛的应用前景。本文综述了近年来针对窄间隙TIG焊接电弧特性所采用的研究方法,包含数值模拟研究及试验测量两大类,主要研究了不同焊接工艺参数对窄间隙TIG焊接电弧特性的影响规律。结合两种方法的各自优势,通过试验测量辅助数值模拟来研究电弧特性能够获得较为全面的研究结果。     

激光-电弧复合焊接技术综述

本文阐述了激光-电弧复合焊接技术的基本原理、工艺特点以及激光与电弧之间的复合型式,简单介绍了目前国内外激光-电弧复合焊接技术在船舶、汽车、石油化工等制造工业中的应用,激光-电弧复合焊接技术工艺上的优势将使其在工业制造领域有着广阔的应用前景。     

激光-电弧复合焊技术在长输管道焊接中的研究进展

重点介绍了国内外管道激光焊接技术的发展,对不同类型激光器的激光-电弧复合焊技术在油气长输管道焊接上的研究进展和应用进行了详细回顾。结果表明,CO2激光器和闪光灯触发的Nd:YAG激光器由于传输方式和效能的不利因素,不适于油气管线长途作业,而高能Yb光纤激光技术推进了激光-电弧复合焊接技术在管道焊接现场应用的步伐;同时,对目前该技术在应用中存在的问题进行了总结分析;最后对激光-电弧复合焊技术在管道焊接上的应用前景进行了展望。激光-电弧复合焊技术已在试验室条件下成功焊接了管径1 219 mm、钝边高度8 mm的X80钢管,焊缝外观和焊缝力学性能均能满足长输管道焊缝合格标准要求,但后续为适用长输管道现场焊接,还需进行焊接工艺现场适应性试验。 创新点： 针对激光-电弧复合焊技术应用于管道焊接存在的共性问题进行分析总结,提出激光-电弧复合焊在现场应用的具体解决措施,为后续激光-电弧复合焊最终在现场应用提供可行的解决方案。     

SACTIG与VPTIG电弧稳定性的对比分析(二)

利用高速录像系统、焊接电弧测试分析仪同步实时采集正弦交流TIG(SACTIG)和变极性TIG(VPTIG)焊接电流、电弧电压、电弧形态信息,以再引弧过程中两电极空间气体的平均电导变化率为判据,建立了VPTIG电弧稳定性数学模型;比较分析了SACTIG与VPTIG焊接电流过零期间,焊接电弧稳定性与相关电学参数之间的关系.试验表明,VPTIG与SACTIG电弧本质上同属ACTIG电弧,虽然两者相关电学参数对电弧稳定性影响的规律方面是一致的;但是VPTIG与SACTIG电弧在产热、散热、极性转变特性、焊接电源空载电压、焊接电流波形等方面存在差别,两者电弧稳定性表现出许多不同特点.VPTIG和SACTIG焊接电弧稳定性分别随VPTIG焊接电源施加在两电极之间空载电压的上升斜率和SACTIG电源空载电压频率增大而提高;再引弧电压Ur越高电弧越不稳定;焊接电源空载电压越高电弧越稳定;焊接电流越大电弧越稳定.     

高频脉冲变极性焊接电源及电弧压力分析

采用变极性和高频脉冲电路叠加,设计了一套变极性和高频脉冲复合电流输出特性的焊接电源,将高频脉冲电弧特性引入变极性焊接过程.建立电弧压力数学模型,结合具体工艺试验,分析了高频脉冲电流对于变极性焊接电弧特性的改善.结果表明,在相等电流有效值的情况下,电弧压力随脉冲频率的提高而增加,高频脉冲电流频率达到5kHz附近时,弧柱区电弧压力较常规直流电弧提高2倍左右,电弧的挺度和能量密度都有所增加,为进一步研究高频脉冲变极性焊接方法在铝合金焊接中的应用提供了理论依据.     

全数字智能脉冲弧焊电源系统设计与实现

高性能的焊接电源系统是满足脉冲焊接工艺、实现电弧精细控制、保证高质量焊接效果的关键．提出了全数字脉冲逆变弧焊电源的系统方案,阐述了电源主回路结构,详细描述了控制系统硬件电路设计,提出了基于VHDL的焊接工艺时序和焊接电弧稳定控制的主控系统软件设计方法和基于32位单片机的上位机功能定位,深入研究了可实现的抗干扰措施和提高系统实时性的方法．最后介绍了系统设计过程中所需的测试试验．结果表明,所设计的全数字智能脉冲弧焊电源具有较高的灵活性、抗干扰性和可靠性,能够满足苛刻的电弧特性要求,获得满意的焊接质量．     

焊接与切割设备的使用和维修(二)——电弧焊机的选用及电阻焊机的特性

指出不同的焊接方法应选用不同静外特性的焊接电源，介绍了电弧焊机的选用和使用方法，并对电阻焊机电源特性和焊接回路的基本特点进行了系统的分析。     

细丝埋弧焊电弧传感器动态模型的实验研究

为细丝埋弧焊过程的自动跟踪及调节过程奠定基础，本文对细丝埋弧焊电弧传感器动态模型进行了实验研究。在建立电源及电弧传感器幅频特性曲线的基础上，获得了电弧传感器的二阶模型及实际应用的频带范围。通过分析比较，认为电源外特性下降斜率及电源品质、不同的焊接方法都对电弧传感器系统增益和转折频率有一定的影响。     

熔焊设备

20093177斜特性式脉冲CO2焊电源自适应控制方法/蒋力培…//焊接学报.-2009,30(2):1~4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。图6参520093178新型变极性焊接电源二次逆变电路及其控制技术/陈杰…//焊接学报.-2009,30(2):29~33提出了一种用于变极性焊接电源的新型半桥式二次逆变电路拓扑,它由续流耦合电感、IGBT半桥电路及其RC缓冲电路组成。该电路既能确保在极性切换过程中获得快速的焊接电流换向速度,又能够通过硬件电路本身提供足够高的再燃弧电压,用以在焊接电流过零瞬间重新引燃电弧。针对新型...     

熔焊设备

20093177斜特性式脉冲CO2焊电源自适应控制方法/蒋力培…//焊接学报.-2009,30(2):1~4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。图6参520093178新型变极性焊接电源二次逆变电路及其控制技术/陈杰…//焊接学报.-2009,30(2):29~33提出了一种用于变极性焊接电源的新型半桥式二次逆变电路拓扑,它由续流耦合电感、IGBT半桥电路及其RC缓冲电路组成。该电路既能确保在极性切换过程中获得快速的焊接电流换向速度,又能够通过硬件电路本身提供足够高的再燃弧电压,用以在焊接电流过零瞬间重新引燃电弧。针对新型...     

高压CO_2气体中焊接的研究

本文介绍利用自行研制的模拟不同水深的加压仓焊接试验装置,在气体压力P_g=0～7公斤/厘米~2(相当于水深70米以浅)的高压CO_2气体中,对焊接电弧特性、工艺特性以及冶金特性进行的系统研究结果。提出了一种在高压CO_2气体中焊接电弧的新型控制法。研制的双阶梯复合外特性电源是实现焊接电弧新型控制法的重要手段。