双丝旁路耦合电弧MIG焊嵌入式控制系统设计及实现

设计并实现了双丝旁路耦合电弧MIG焊嵌入式控制系统,并进行了控制试验.控制系统包括:主控板、送丝控制板和焊接参数显示模块,系统以32位ARM7微控制器LPC2124为基础,可采集并显示焊接参数,控制旁路弧长,控制母材电流.三块电路板之间采用基于RS-485接口和Modbus协议的总线结构连接,可进行数字化通信.通过控制试验表明:该嵌入式控制系统可以对旁路电弧和母材电流进行控制,满足双丝旁路耦合电弧MIG焊的控制需求,使得焊接过程稳定进行,并得到成形良好的焊缝.     

嵌入式系统控制双丝旁路耦合电弧MIG焊

采用嵌入式系统控制双丝旁路耦合电弧MIG焊进行了控制试验,开环状态焊接,主路电弧和旁路电弧的相互影响,旁路弧长不稳定,旁路电流会发生剧烈跳变,使焊接过程不稳定,存在焊接缺陷,焊缝成形差.基于弧压反馈的过程稳定性试验表明,嵌入式系统可以实时反馈旁路弧压,调整旁路送丝速度,控制旁路弧长稳定,确保焊接过程稳定;基于电流控制的过程稳定性试验表明,嵌入式系统可实时反馈旁路电流,判断电流变化趋势,对旁路电流进行适时调整,保证母材电流稳定.采用嵌入式控制系统同时控制旁路送丝和旁路电流,可保证焊接过程稳定进行,避免产生焊接缺陷,焊缝成形良好.     

双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊“弧长-电流”双路闭环控制

针对新型双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊过程极不稳定、焊缝成形差的问题,模拟分析了焊接参数之间的影响规律,提出了通过旁路送丝速度控制旁路弧长、通过旁路电流控制母材电流的"弧长-电流"双路闭环控制方案并进行了控制模拟分析与预测.在此基础上,采用快速原型试验系统,利用Matlab/Simulink,进行了"弧长-电流"双路闭环控制焊接试验并与模拟结果进行了对比、验证与分析.结果表明,采用"弧长-电流"双路闭环控制方案,可以在有效地解决焊接过程稳定性问题的同时保证流经母材电流的稳定,并得到了成形良好的焊缝.     

铝合金脉冲MIG焊电弧稳定性

对ＳＡ１Ｓｉ５和ＳＡｌＭｇ５两种铝金焊丝的熔化特性和不同电源外特性对脉冲ＭＩＧ焊电弧稳定性的影响进行了分析，提出了有效地控制薄板铝合金脉ＭＩＧ焊接工艺方法。     

旁路耦合电弧MIG焊熔池视觉实时检测

提出了一种高效旁路耦合电弧MIC焊方法,针对该方法利用普通CCD摄像机配合复合滤光镜片在连续大电流条件下,获取了清晰的熔池图像.利用数字图像处理技术,通过Labview软件IMAQ模块对熔池图像进行实时处理,通过对比分析各种图像处理方法提取熔池边缘的结果,得到了最佳的形态学处理方法,并进行了熔池宽度的实时检测.结果表明...     

保护气体成分对双丝旁路耦合电弧GMAW旁路熔滴过渡形式的影响

双丝旁路耦合电弧GMAW的旁路焊枪选择了正极性接法即焊丝接电源负极,旁路熔滴仅依靠重力向熔池过渡,旁路熔滴尺寸较大且过渡过程并不稳定.针对这一问题,采用已建立的双丝旁路耦合电弧焊接过程信号控制与高速摄像采集系统,采集了纯氩气保护时旁路熔滴过渡形式,并分析了旁路熔滴尺寸较大且过渡过程不稳定的原因.在此基础上,采用80% Ar+20% CO₂为保护气体进行了焊接试验.结果表明,焊接过程中,保护气体中的O元素在旁路熔滴表面形成了氧化膜,旁路电弧在旁路熔滴表面的氧化膜上稳定燃烧,从而使电磁收缩力重新作用在旁路熔滴上并促进旁路熔滴向熔池过渡,因此焊接过程中旁路熔滴尺寸明显减小,熔滴过渡过程更加稳定.     

交流MIG焊接电弧控制系统的研究

本文介绍了作者发明的一种所谓双凹型的电流波形，其控制电路原理，及其在交流脉冲ＭＩＧ焊接中的应用。     

双丝MIG焊焊缝成形试验研究

为了研究双丝焊焊接效果的影响机理,利用高速摄像和电信号结合的方法,观察了双丝脉冲MIG焊的熔滴过渡,研究了熔滴过渡的特点;针对双丝MIG焊高熔敷效率的特点,对不同焊接参数下单丝焊和双丝脉冲MIG焊的熔敷速度和焊缝成形进行了对比分析.试验结果表明,采用脉冲喷射过渡方式,可获得稳定的双丝MIG焊接过程,在相同焊接质量的条件下,双丝焊的熔敷效率和焊接速度明显高于单丝焊,焊缝成形系数更好,同时减小了由于高速焊接造成的焊缝咬边的倾向,而且试验所测的焊缝宽度,与预测焊缝宽度的三维模拟方程的模拟值基本一致.     

脉冲MIG焊电弧前反馈控制

介绍一种新的电弧控制系统。当电弧在维弧和脉冲状态均以恒流方式工作时,采用电弧电压反馈和送丝速度前馈的系统,可在50～320A的电流范围内控制弧长,使其保持不变。由于在脉冲峰值期间电弧挺度大时,利用动态采样法对电弧电压进行采样来拉制弧长,提高了在有电弧偏吹,飘弧情况下焊接的电弧稳定性。     

铝-镀锌钢板脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊工艺及接头组织分析

提出了脉冲旁路耦合电弧MIG焊(pulsed DE-MIG welding)方法并介绍了其基本原理,针对该方法的特点和控制要求,建立了基于快速原型的脉冲旁路耦合电弧MIG焊试验系统,实现了铝-钢异种金属的连接.对铝-钢接头的组织成分进行分析.结果表明,铝-钢连接处的中间界面区Al和Fe原子扩散比较充分,生成了层状的Fe2Al5Zn0.4三元金属间化合物;焊趾部位存在富锌区,主要由α-Al固溶体和少量β-Zn相组成.同时对搭接接头进行了抗拉剪强度试验,最大强度达到186.73 MPa.     

高效MIG/MAG焊的研究与发展

近年来高效化MIG/MAG焊技术受到了焊接工作者的广泛重视,进一步提高焊接效率以满足现代制造业发展的要求是焊接技术的发展趋势之一,因此开展高效化焊接技术的研究具有重要的意义.介绍了国内外高效MIG/MAG焊方法的发展现状,分析了高效MIG/MAG焊时易发生的缺陷及产生原因,论述了Twin及Tandem双丝MIG/MAG焊、DE-GMA焊、激光-MIG复合焊、T.I.M.E焊、磁控大电流MAG焊等高效化MIC/MAG焊方法的结构、原理和特点,指出了高效MIG/MAG焊接技术的发展方向.     

铝合金脉冲MIG焊接弧长控制系统

针对铝合金脉冲M IG焊接过程中的弧长稳定性问题,建立了弧长控制系统模型,设计了基于比例切换函数的滑模控制器,并采用基于xPC的实时目标环境,建立了铝合金脉冲M IG焊接快速原型的控制平台.利用MATLAB/SIMULINK进行了弧长控制仿真分析,在建立的快速原型控制平台基础上,进行了铝合金脉冲M IG焊接弧长控制试验...     

铝合金双脉冲MIG焊熔宽控制

针对铝合金中厚板恒定规范焊接过程中的热积累效应强、焊缝熔宽逐渐变宽甚至出现焊塌等问题,提出了基于视觉实时传感的熔宽变化,并通过改变周期性双脉冲中的高能脉冲时间即双脉冲占空因数来调节热输入进行熔宽控制的方法,并建立了基于Labview的熔宽视觉传感和xPC Target实时目标环境的快速原型控制系统来进行闭环控制.结果表...     

铝合金MIG焊快速成形问题及计算机分析

基于熔化极惰性气体保护焊快速成形技术,引入激光热源,提出激光-TIG复合热源快速成形技术,并采用该技术制作铝合金墙体零件。结果表明:相比常规M IG焊,激光-MIG复合焊过程中电弧在激光的作用下,其作用范围减小,作用精度提高,稳定性增强,提高了零件表面质量和精度。     

铝合金脉冲MIG焊熔宽控制系统仿真

利用熔池图像视觉传感系统和相应的图像处理算法建立脉冲电流占空比与正面熔宽的阶跃响应模型，在熔宽变化给定量分别为3、4和5mm的情况下对模糊控制器和遗传算法优化的PID控制器的控制效果进行仿真。仿真结果表明：为了使PID控制器取得最佳控制效果在不同误差条件下需采用不同的参数，而模糊控制器在结构和参数不变的情况下对不同误差均可得到良好的控制效果。该研究结果为铝合金脉冲MIG焊熔宽控制系统的设计提供了理论依据，实验表明控制系统工作有效。     

铝合金MIG焊机的辅助控制系统

针对铝合金MIG焊易形成引弧点未熔合、焊缝成形不良、弧坑裂纹和易氧化缺陷的问题，进行了铝合金MIG焊机的辅助控制系统设计。     

旁路耦合微束等离子弧热特性及焊缝成形特点

针对传统微束等离子弧焊中焊丝熔敷率与焊接电流不能解耦的局限,提出旁路耦合微束等离子弧焊方法.通过给外填焊丝添加一电流,使焊丝与焊枪钨极间产生一个旁路电弧,实现熔化母材热量与熔化焊丝热量的解耦,确保熔化母材电流稳定的同时提高填充焊丝的熔化速度.对旁路耦合微束等离子弧焊的熔敷率、母材热输入及焊缝成形质量进行试验研究.结果表明,该方法既保持了传统微束等离子弧焊的优点,又在提高焊丝熔敷率的同时降低母材的热输入;并在其它焊接参数保持不变时,随旁路电流的增加,焊缝的熔宽、熔深和稀释率减小,余高和成形系数增大.     

铝母线MIG焊焊接工艺

通过对铝母线6063的焊接性分析,气孔是焊接铝及其合金时亟待解决的问题。根据培训需要,选用规格为φ250 mm×10 mm的铝母线管6063进行水平固定位置的MIG焊焊接工艺研究,通过控制焊接工作程序,寻找合适的焊接工艺参数和控制焊接操作手法,获得了合格的焊接接头。该接头按照相关规程的要求进行了一系列的检验和试验,结果均符合要求。该工艺目前已用于焊工培训中,为电站安装以及送变电设备的铝母线焊接提供了技术支持。     

基于DSP的脉冲MIG焊数字控制系统

针对模拟控制系统和单片机控制系统灵活性差、控制精度低和可靠性差等缺点,设计了以数字信号处理器（DSP）TMS320LF2407A为核心的数字控制系统,介绍了系统的硬件电路设计和软件框图。同时,采用模糊控制方法对弧长进行闭环控制,以定脉宽调频率的PFM调节机理实现脉冲波形的调制。结果表明,基于DSP的脉冲MIG焊数字控制系统动态响应快、可靠性高、弧长控制稳定、焊缝成形良好,控制效果较常见的模拟控制和单片机控制好;应用模糊控制理论控制电弧,保证了焊接过程的稳定性,解决了脉冲M1G焊多参数的匹配和调节问题。