短路过渡CO2焊电信号的小波滤波

利用傅里叶级数变换对CO2焊短路过渡过程的电信号特点进行了分析,指出短路过渡过程的电信号的频率分量包含了多种频率的谐波信号,既有短路过渡本身固有的低次谐波,还有短路过渡本身固有的高次谐波和高频干扰信号.应用软阈值小波滤波的方法对CO2焊普通短路过渡和波形控制短路过渡的电信号进行了处理和研究.结果表明,选择适当的波形数据处理方法对CO2焊短路过渡过程的研究具有重要意义.     

CO2焊短路过渡过程缩颈信息的小波提取

在CO2气体保护焊过程中，利用表面张力过渡方法解决焊接过程中的飞溅问题时，准确地提取缩颈形成时刻这一信息是非常关键的。在缩颈形成的瞬间，电弧电压曲线先出现一个上凹的拐点，然后再急剧上升。若能从电弧电压信号中提取出拐点发生时突变的信息，则可望提取到缩颈发生的特征信息。作者利用小波分析方法具有良好的时域、频域局域性，能够很好地检测信号的局部奇异性的特点，对电弧电压信号进行了局部奇异性的检测。结果表明，小波分析方法可检测到电弧电压信号发生拐点时的位置及突变程度，可准确地提取出缩颈发生的特征信息。     

短路过渡CO2焊研究现状及展望

短路过渡CO2焊在工业生产中应用广泛,但其存在飞溅大、成形差等固有缺点。本文从波形控制技术、焊接材料、保护气体及磁控CO2焊接技术等几方面详细论述了国内外最新的降低飞溅、改善成形的方法。对各种波形控制方法的优缺点进行了比较分析,阐述了REM和活化元素K,Na,Ba,Ti及混合保护气体对电弧形态的影响机理,介绍了磁控焊接技术在CO2焊中的应用现状,并对短路过渡CO2焊的发展趋势进行了展望。     

波控CO2短路过渡焊的电弧行为

在基于CO2短路过渡焊存在的飞溅和成形问题的物理本质所提出的波形控制方案的基础上，对CO2短路过渡焊波形控制过程中存在的断弧和电弧偏吹等电弧行为进行了电参数波形检测和高速摄影研究，分析了所采用的波形控制方案在特定条件下存在的问题，指出了在波形控制燃弧阶段进程中应注意控制的精确化而不是波形之间简单的切换，这样才能保持燃弧过程及整个短路过渡过程的稳定性。     

波控CO2短路过渡焊电流信号的近似熵分析

为了评定波控CO2短路过渡焊的稳定性,将非线性参量近似熵理论引入到研究中.利用近似熵对波控CO2短路过渡焊电弧的电流信号进行特征分析.通过对不同的焊接参数下的电流近似熵比较,表明不同工艺参数下,近似熵明显不同,其可作为焊接过程稳定性的评判标准,近似熵越小、方差越小,焊接过程就越稳定.结果表明,近似熵分析在表征信号的复杂性方面有明显的效果,从而为波控CO2短路过渡稳定性分析提供了一种很有效的方法.     

受控短路过渡CO2焊焊接电流波形参数优化

对于波控短路过渡CO₂焊,电弧峰值电流I_pa,电弧基值电流I_ba以及由峰值电流切换到基值电流所用的时间(拖尾时间t_w)等电流波形参数是可调的,它们对过渡稳定性和焊缝质量具有很大影响,利用正交试验,对不同送丝速度下电流波形参数进行了优化.结果表明,电弧峰值电流的影响最大.送丝速度为320 cm/min时,电流波形参数I_pa,I_ba和t_w无论如何调整,飞溅率均在2.5%以上,焊缝表面质量差;送丝速度为360~400 cm/min时,最优电流波形参数为:I_pa=440 A,I_ba=50 A,t_w=0.6 ms.而在400 cm/min的送丝速度下,在宽广的电流波形参数范围内(I_pa为440~480 A,I_ba为30~50A,t_w为0.6~0.8 ms)均可获得飞溅率极低、焊缝表面质量好的稳定焊接过程.     

CO2焊电流波形在线自适应控制系统

介绍了一种针对短路过渡的CO2焊接过程的电流波形在线自适应控制系统。它通过以短路过渡频率和电弧声能量，作为表征和传感焊接过程稳定性和飞溅的参数，建立了焊接规范和波形控制参数的神经网络优化模型，采用神经网络自适应调整PID参数的双闭环波形控制算法，实现对焊接过程的在线自优化实时控制。试验结果表明，采用该控制系统的焊机，实现了焊接规范及波形控制参数的自动匹配和优化，同时降低了焊接过程飞溅，提高了熔滴过渡的稳定性。     

高速CO2焊电流波形控制系统

针对高速CO2焊焊缝成形差、飞溅大的问题,提出了一种新型的焊接电流波形控制方法,在短路阶段控制短路电流和电流上升率,在燃弧阶段采用大恒流 小恒流的两段恒流法来控制燃弧能量.根据该控制原理,设计了基于单片机控制的高速焊系统和控制软件.探讨了波控参数对焊缝成形的影响,并通过大量试验对波控参数进行优化.试验结果表明,该系统采用两段恒流控制法对电流波形实时控制,可精确控制燃弧能量,有效地改善焊接工艺性能,满足了高速CO2焊的控制要求.     

CO2气体保护焊短路过渡过程的闭环实时控制

为了减少CO2气体保护短路过渡焊的飞溅,本文提出了短路过渡过程的闭环实时控制思想并进行了试验研究。在熔滴与熔池发生短路及液体小桥爆断这两个最容产生飞溅的时刻,利用大功率电子关元件切换焊接回路外串电阻的方法及时降低焊接回路中的电流。在前一时刻维持较低电流至溶滴与熔池充分接触,在后一时刻维持较低电流至熔滴过渡完毕,该方法能有效地抑制由瞬时短路造成的大颗粒飞溅和由电爆炸产生的细颗粒飞溅,实现了CO2气体保护焊短路过渡过程的闭环实时控制。     

短路过渡CO2焊的数字化波形控制

介绍了一种通过DSP控制的逆变CO2焊接电源的电流、电压波形,简述了以软件方式实现双闭环并联控制的基本调节原理,并给出该控制方式下的短路过渡CO2焊焊接电流、电压波形,试验结果表明以DSP为核心的双闭环并联控制逆变波控CO2焊机系统具有良好的控制性能,且电路简单,调试方便.     

CO2短路过渡焊接熔池图像传感器

针对CO2短路过渡焊接熔池图像实时检测的要求，研制了一种基于普通工业CCD摄像机的专用传感器。介绍了该传感器紧凑的机械结构和独特的光学设计，设计了可消除CCD摄像机固定工作时序与CO2短路过渡发生的随机性之间的矛盾的实时检测熔池图像的控制时序，给出了相应的图像检测系统的工作原理。试验表明，采用该图像传感器可以围绕焊枪轴线从不同角度快速、准确地获得清晰的熔池图像。     

An analysis of the dynamic resistance and the instantaneous energy of the CO2 arc welding process

A self-developed welding dynamic arc wavelet analyzer was adopted to analyze and assess the welding process of two CO2 arc welding machines. The experimental results indicate that the instantaneous energy can reflect the influence of the welding current and voltage on dynamic arc characteristic synthetically. Through calculating and analyzing the instantaneous energy, the energy during arc ignition and short circuit in CO2 welding process can be confirmed rationally, thus the foundation for the accurate design and control of the welding current and voltage can be provided. By reducing the ripple disturbance of the dynamic resistance, avoiding peak current and voltage waveform,and enhancing the transition frequency of short circuit suitably, the stability of the welding arc and the weld appearance can be improved.     

DSP波控逆变CO2焊接电源

详细论述了以TMS320C240数据处理器(DSP)为控制核心的波控逆变CO2焊接电源系统，包括系统构成、电源主电路，参数设置、送丝及时序控制系统等。介绍了软件进行波形控制的基本方案及控制算法。简单阐述了双闭环并联控制的基本调节原理，给出了双闭环并联控制下短路过渡CO2焊焊接电流、电压波形。试验结果表明，以DSP为核心的双闭环并联控制逆变波控CO2焊机系统具有良好的控制性能，且电路简单调试方便。     

基于DSP的CO2焊短路信号的小波检测

简单介绍了连续和离散小波变换理论,结合CO2气体保护焊电弧电压信号的特点从理论上论证了小波变换方法在波控CO2焊中检测短路信号并给出短路控制信号的可行性.通过真、假短路信号及噪声信号的频谱分析,利用理论定性分析和数学公式的推导讨论了小波变换消除假短路信号和噪声信号干扰的机理.利用Matlab中的小波分析工具箱对实测所得的电弧电压离散数字信号采用不同的小波基进行小波变换分析,从分析中选出一套切实可行的小波变换数字滤波器组.最后在DSP(数字信号处理器)上编程实现短路信号的实时检测,验证了基于DSP的小波变换提高短路信号检测的实时性、准确性及可靠性.     

智能短路过渡二氧化碳气体保护电弧焊数字控制系统

针对目前通用二氧化碳弧焊机在短路过渡区间焊接时存在的问题,基于DSP和MCU的全数字控制系统平台,从数字控制角度出发,引入分级递阶智能控制理论,设计并实现了二氧化碳气体保护电弧焊分级递阶智能全数字控制系统.该系统按照组织级、协调级和执行级进行构建,有机地将专家系统、模糊控制、数字PI控制器结合起来.试验结果表明,设计的智能短路过渡二氧化碳气体保护电弧焊数字控制系统取得较为理想的波形控制效果,实现了焊接过程控制的智能化,全面提升了二氧化碳气体保护电弧焊机的性能.     

CO2焊短路过程动特性与外特性的关系

CO2短路过渡焊在制造业上的应用非常广泛，对系统动特性有较高要求。该文结合电路理论和焊接短路过程的特点对过程动特性及其与外特性进行了细致的分析，突破了以往在外特性控制和动特性控制之间的关系上互不清楚、互不相关、相互分离的传统观念，认识到在CO2焊短路过渡过程中，动特性和外特性密切相关，既不能用外特性来解释动态过程；也不能认为动特性与外特性无关，动特性会受到外特性的制约，它们之间的关系可以用明确的数学语言进行分析，提出了动特性的最大响应能力及可控性的思想，分析结果有很大的理论意义。