熔滴冲击下MIG焊接熔池的计算机模拟

本文结合ＭＩＧ焊过程熔滴与熔池作用的特点，建立了熔滴冲击下三维运动ＭＩＧ焊接熔池中流体流动及传热过程的数值分析模型，该模型全面地考虑了熔滴过渡带入熔池的热量，动量和熔池产生的表面变形，成功地模拟了ＭＩＧ焊接熔池流场，热场及表面变形。     

熔滴冲击力对MIG焊接熔池表面形状的影响

建立了熔化极惰性气体保护电弧焊焊接熔池流场与热场的数值分析模型，分析了熔滴冲击力对ＭＩＧ焊接熔池表面形状的影响规律，提出了计算焊缝余高部分和熔池几何参数的算法。定量分析了熔滴到达熔池表面时，其冲击力对焊缝和熔池形状的影响。低碳钢平板ＭＩＧ堆焊工艺试验结果表明，计算值与测试值吻合。     

智能控制MIG焊熔滴过渡

本文首次提出智能控制（模糊控制）方案对ＭＩＧ焊熔滴过渡进行在线实时控制。基于ＦＵＺＺＹ控制理论和工艺实验研究结果，对自适应模糊控制进行硬、软件系统设计。焊接试验表明，此方案是可行的。     

熔滴热焓量分布模式对熔池流场的影响

通过对熔滴过渡工过程的能量和动量分析,建立了熔滴热焓量在表面变形熔池内部的分布模式,以此为基础采用数值模拟技术研究了熔通过渡类型和表面活性元素对ＭＩＧ焊接熔池流场的影响,揭示了溶滴过渡类型和表面活性元素与ＨＩＧ焊接熔池流场的相互影响规律,并对计算模型的可靠性进行了实验验证。     

CMT焊接熔滴过渡动态过程模拟与熔池流体动力学行为

针对CMT焊接这种独特的熔滴过渡过程,通过流体动力学方法对CMT熔滴过渡动态过程进行模拟,定量分析焊接工艺参数对熔滴过渡动态过程的影响规律;建立CMT焊接熔池温度场和流场的三维非稳态模型,定遍分析浮力、电磁力、表面张力、熔滴冲击力,以及相变潜热及其综合作用对焊接温度场、速度场和熔池形态的影响;     

MIG(MAG)脉冲焊熔滴的过渡行为

利用微机控制脉冲电源，配合高速摄影，研究了脉冲ＭＩＧ焊各种熔滴过渡形式的过渡行为及其对焊缝成形的影响，研究结果表明，一个脉冲可以过渡多滴，一滴，或多个脉冲过渡一滴，不同熔滴过渡形式，熔滴的体积，速度及冲量参量都不一样，对焊接过程及焊缝成形也有影响，只有一脉冲一滴在基值电流期间过渡是最佳的熔滴过渡形式。     

中值时间对脉冲MIG焊熔滴过渡过程的影响

对脉冲MIG焊而言,由于熔滴过渡过程是一个多干扰、强耦合、复杂的非线性过程,因此,很难对其进行有效的控制.设计了一种新的工艺方法:中值波形控制策略,即在满足一脉一滴的过渡形式下,通过波形控制来保证熔滴的大小一致,可有效控制熔滴过渡过程,焊接效果较好.实验结果表明:当中值电流为一理想值时,中值时间太短,中值阶段所起的作用非常小,达不到所设计的要求;中值时间过长,易产生短路过渡;中值时间为一理想值,焊接质量良好.     

MIG焊熔滴过渡的电弧光谱信号

获得熔滴过渡的信号是MIG焊熔滴过渡控制的关键,这已成为目前亟需解决的问题。文中介绍了以电弧光谱手段检测熔滴过渡的试验装置、原理和方法。通过试验测试及数据分析发现,通过熔化极电弧的光谱信号可以检测出MIG焊喷射过渡的过渡过程、过渡形式,测量过渡参数。信号幅度大,品质好;不同的过渡形式具有不同的典型信号模式;信号脉冲的形态与熔滴过渡的发展过程具有明确的对应关系。熔化极电弧光谱信号的诸特征可方便地应用于MIG焊熔滴过渡的过程控制、过渡形式的模式识别与稳定化以及过渡参数的测量。     

MIG焊熔宽模糊控制系统

大双波长滤光片正面实时检测焊缝熔宽技术的基础上建立了焊缝熔宽模糊控制系统。本文对熔宽模糊控制器的结构以及模糊控制变量的选择进行了讨论,在此模糊控制系统中采用双输入单输出的模糊控制器模型,即采用迷惑宽的变化及其变化率作为模糊控制器的两输入量,采用焊接电流作为模糊控制器的输出量。本文给出了熔宽模糊控制系统结构图并详细介绍了熔宽模糊控制器的设计过程,根据用双波长滤光片正面实时检测焊缝熔宽技术得到的焊接电     

模糊控制技术在MIG焊熔宽控制系统中的应用

针对MIG焊焊缝熔宽无法建立起精确的数字模型，难以用常规控制技术进行控制，本文将模糊控制技术应用于MIG焊熔宽控制系统，给出熔宽模糊控制的系统结构图，详细介绍了熔宽模糊控制器的设计过程,得到模糊控制状态表。试验结果表明，该技术可实现对焊缝熔宽进行实时控制。     

模糊控制技术在MIG焊熔宽控制系统中的应用

针对MIG焊焊缝熔宽无法建立起精确的数字模型,难以用常规控制技术进行控制,本文将模糊控制技术应用于MIG焊熔宽控制系统,给出熔宽模糊控制的系统结构图,详细介绍了熔宽模糊控制器的设计过程,得到模糊控制状态表。试验结果表明,该技术可实现对焊缝熔宽进行实时控制。     

双丝脉冲MIG焊脉冲频率变化时的熔滴过渡特征

从双丝焊电弧和熔滴过渡的特殊性入手,引出了脉冲喷射过渡.借助自主研发的电焊机双丝脉冲协调控制器以及高速摄像系统和电信号采集系统,获得了焊接过程中一系列电流波形和熔滴过渡的高速摄像图片,据此讨论了脉冲频率变化时,双丝脉冲MIG焊焊接过程中产生的一脉一滴、一脉多滴和多脉一滴的熔滴过渡特征.     

脉冲电流作用下TIG焊接熔池行为的数值模拟

建立了脉冲焊接熔池行为的数值分析模型,分析了脉冲电流对ＴＩＧ焊接熔池流场,热场及熔池形状的影响规律。计算结果表明：熔池体积对电流的脉冲作用较敏感;脉冲ＴＩＧ焊接熔池内流体流动的主要驱动力是表面张力梯度。溶池中的流场随电流作周期性变化。     

熔化极气体保护焊的仿真系统

焊接过程的仿真被认为是未来焊接技术发展的主要驱动力之一，它可对焊接过程中的物理现象、接头形态、热变形及微观组织做出预测，从而部分取代新产品和新工艺开发中耗时而昂贵的实物试验，并加快开发过程。作者提出了一个熔化极气体保护焊仿真系统的数学模型，它用系统化的、以有限差分为基础的数值算法来模拟焊接过程中的热流、电磁流和金属流，并把焊接电源、电弧特性、送丝机构等有机地结合起来，为进一步研究焊接机理、预测微观组织和力学性能、计算工件的变形等提供了一个数学平台。文中使用该数学模型对金属过渡、熔池振荡及系统动态反应等做了分析，得到一些用试验观察法或解析法难以得到的结论。