变极性穿孔等离子弧焊接系统的研制

介绍了铝合金变极性穿孔等离子弧焊接控制系统，利用80C196单片机作为控制系统的核心，研制了包括变极性电源、步进电机控制系统等部分在内的变极性焊接系统。该系统主要应用于铝合金变极性穿孔等离子弧焊接工艺。     

铝合金变极性等离子弧穿孔焊过程控制

分析了铝合金变极性等离子弧穿孔立焊工艺特点,提出了通过对焊接参数的精确控制,实现变断面铝合金变极性等离子弧穿孔立焊工艺的方法,并将焊接电流、离子气流量和焊接速度确定为变断面铝合金变极性等离子弧穿孔立焊过程的被调节参数.保持穿孔熔池上"热"和"力"的动态平衡是调节焊接参数的根本依据,是实现变断面试件自动焊接的关键所在.采用单片机为核心的控制器对焊接参数进行实时调节,动态保持穿孔熔池上热和力平衡,实现了变断面铝合金变极性等离子弧穿孔立焊工艺.     

铝合金变极性等离子弧平焊工艺

分析了薄板铝合金变极性等离子弧平焊工艺稳定性机理。试验采用自行研制的变极性等离子弧焊接电源,对1060铝合金薄板采用变极性等离子弧平焊工艺,分析了在变极性等离子弧焊接过程中,焊接电流、离子气流量、送丝速度等参数对焊缝成形的影响,获得了良好的焊缝质量。     

2A14铝合金变极性等离子横向焊缝成形特点

对6 mm厚2A14铝合金变极性等离子弧横向焊接的难点及焊接工艺参数的特点进行了研究,通过横向焊穿孔熔池受力分析,阐释了变极性等离子横向焊缝成形缺陷产生的原因.变极性等离子弧横向焊接的难点是焊缝正面和背面的咬边缺陷及焊缝上部(靠近熔合线)宏观气孔的聚集.稍小的焊接线能量有利于消除横向焊缝正面咬边缺陷,稍大的焊接线能量有利于消除焊缝背面咬边缺陷.分析认为变极性等离子横向焊缺陷的产生与穿孔熔池受力平衡及重力方向改变导致的流动密切相关.     

有关铝合金焊接的文献

正2A14铝合金变极性等离子横向焊缝成形特点/张勤练,等.焊接学报,2013,34(9):79-82.对6 mm厚2A14铝合金变极性等离子弧横向焊接的难点及焊接工艺参数的特点进行了研究,通过横向焊穿孔熔池受力分析,阐释了变极性等离子横向焊缝成形缺陷产生的原因。变极性等离子弧横向焊接的难点是焊缝正面和背面的咬边缺陷及焊缝上部(靠近熔合线)宏观气孔的聚集。稍小的焊接线能量有利于消除横向     

铝及铝合金的变极性等离子焊接设备与工艺

通过铝及铝合金焊接特点的分析,比较TIG、MIG、PAW不同焊接方法的优缺点;对不同板厚的防锈铝进行大量的变极性等离子焊接工艺试验,总结出变极性等离子焊接铝合金开设备的要求,以及分析等离子焊接工艺参数对成形的影响,制定了一套成熟的焊接工艺参数。试验结果表明：立焊变极性等离子焊接中厚板铝及铝合金有着明显的工艺优势,可以实现单面焊双面成形,焊前清理要求低,焊缝可达到Ⅰ级。     

非铁金属的焊接

2519高强铝合金双丝GMAW焊接工艺；大厚度铝合金变极性等离子弧穿孔立焊技术；铝合金表面激光熔覆研究现状；铝合金激光-电弧复合焊接工艺研究；大板式方舱铝合金蒙皮拼焊工艺研究.     

铝合金变极性等离子弧焊接工艺中的双弧现象

在铝合金变极性穿孔型等离子弧焊接工艺中，维弧电源对变极性电弧的稳定和工件受力状态有显著影响。在反极性时间内，部分主电流会通过维弧电源在喷嘴和工件之间形成自由电弧，产生双弧现象，增大喷嘴的烧损，同时，双弧的产生减小了反极性期间的等离子电弧力，使得电弧的穿透能力减小。     

铝合金推进剂箱体焊接技术及展望

介绍几种先进铝合金箱体焊接技术工艺特点,包括变极性TIG焊、变极性等离子焊、电子束焊、搅拌摩擦焊及摩擦塞焊。总结每种焊接技术的特点及应用范围,分析未来铝合金推进剂箱体焊接技术的发展趋势。     

非铁金属的焊接

在铝合金变极性等离子弧穿孔立焊过程中,正、反极性电流和离子气流量等焊接参数对焊缝成形和焊缝质量都有显著影响,这些焊接参数的合理匹配是保证穿孔过程和焊缝稳定成形的重要前提。试验采用厚度10mm的LD10铝合金板作为焊接母材,重点研究了焊接电流和离子气流量对焊缝质量的影响,     

变极性TIG焊接电源的研制

变极性TIG焊接电源是一种用于铝合金焊接的新型焊接设备，其焊接电流频率、正负半波电流时间和幅值都可以分别独立调节。主电路结构采用2级逆变，前级为全桥逆变式结构，后级为半桥逆变式结构。该电源可实现变极性方波交流、直流、脉冲电流等多处输出。在DCEN向DCEP过渡时采用叠加电流脉冲进行稳弧，小电流时焊接电弧也十分稳定。调节正负半波的幅值、频率及占空比能满足铝及铝合金的焊接工艺要求。     

工艺参数对铝合金双脉冲MIG焊焊缝成形的影响

双脉冲MIG焊在进行高效铝焊接的同时可获得美观的鱼鳞纹焊缝表面.在单脉冲稳定焊接的基础上,针对自行开发的双脉冲MIG焊逆变电源,分别改变电流、高频频率、低频频率、焊接速度,进行双脉冲焊接铝合金的试验研究.结果表明,强弱脉冲峰值电流和高频频率对焊接过程的稳定性和飞溅有较大的影响,强弱脉冲峰值电流相差40 A,高频频率250 Hz时焊缝成形好.在一定范围内,焊缝鱼鳞纹宽度与低频频率、焊接速度直接相关.具体而言,焊缝鱼鳞纹宽度随着低频频率的提高而减小,随着焊接速度的提高而增大,并根据统计规律得出了一个经验公式,用以定量反映这种变动关系.当焊接速度与低频频率比值为0.19～0.30时,鱼鳞纹宽度在2～3 mm之间,焊接效果较好.     

脉冲MIG焊铝工艺特性的研究

在数字化脉冲MIG焊机大量实验的基础上，通过高速摄像分析了脉冲MIG焊铝的一脉一滴熔滴过渡特点，总结出了铝的一脉一滴脉冲参数选择规律，并提出了一种新的铝的线性送丝速度模型。     

全数字机器人VPPA焊接电源

为提高铝合金机器人VPPA(变极性等离子弧)焊接过程的稳定性,研制了一台600 A级基于ARM(advanced RISC machines)的全数字机器人VPPA焊接电源.主电路采用双逆变拓扑结构,初级逆变电路采用全桥拓扑,次级逆变电路采用双半桥并联拓扑;以基于Cortex-M4内核的STM32F405RGT6 ARM微处理器为主控芯片,植入FreeRTOS嵌入式实时操作系统,设计了机器人VPPA焊接过程数字化控制系统;采用自适应模糊免疫PID控制算法实现电流闭环控制,获得了稳定的电流输出波形;设计了基于ARM的数字面板,实现了人机交互的数字化.结果表明,研制的机器人VPPA焊接电源动态调节性能优良,焊接过程稳定可靠,焊缝成形良好.     

基于DSP的单脉冲焊及双脉冲焊全数字控制系统的研究

设计并实现了脉冲焊电流和弧长的全数字控制，取得了良好的控制性能：电流波形的灵活精确控制和弧长的高速稳定调节。采用变参数数字PI调节器，取得了良好的脉冲电流波控效果，同时在孤长调节中不再应用PI或PID控制器，实现了在全范围内对孤长的快速、稳定调节，满足自动焊、无人干涉焊接的需要。实验结果表明，设计的脉冲焊全数字控制系统取得了一致性好的理想电流波形，在焊矩高度等扰动发生时。孤长可以实现快速、稳定地调节。同时将上述设计应用于双脉冲焊焊铝的设计中，实验证明同样获得了好的控制效果和工艺效果。     

焊接磁搅拌装置的研制及其应用

介绍了一种新型的焊接磁搅拌装置,主电路采用全桥式双逆变结构,分别采用SG3525和SG3526作为一次逆变和二次逆变电路的PWM控制芯片.同时采用软启动电路防止浪涌电流,保护功率开关管.试验表明,该装置的参数调节范围大,操作方便.通过调节装置的频率、间歇时间和输出电流来控制铝合金MIG焊过程施加的磁场参数,有效地改善了铝合金的焊缝形貌.该装置适用于TIG焊、MIG焊、等离子弧焊等多种焊接方法的磁搅拌控制,应用前景广泛.     

基于Matlab/Simulink的全数字控制双脉冲焊建模和仿真研究

应用Matlab/Simulink工具对数字控制逆变焊机进行了整体仿真研究,建立了同时带有功率逆变器、数字控制系统和动态电弧负载的系统仿真模型。从整体上对数字控制逆变焊机系统进行了仿真研究,提出用受控源的方法实现了动态电孤负载模型与系统的连接。仿真结果和实验波形吻合,证明了所建的系统仿真模型的正确性,该仿真研究可以应用于弧焊数字控制器的实现和系统的动态分析。双脉冲焊焊铝具有鱼鳞状焊缝表面美观、有效抑制气孔发生和降低裂纹敏感性等优点。基于所建系统仿真模型,在此对全数字控制的双脉冲焊进行了仿真研究。     

基于DSP控制的PMIG焊接设备

以数字信号处理器TMS320F2812作为控制系统核心,采用(绝缘栅双极型晶体管)IGBT逆变技术设计了PMIG焊接设备结构,研制出PMIG焊机,主要用于铝合金焊接.焊接控制系统由硬件和软件两部分组成,焊接程序采用C语言编写,降低了控制系统软件开发的难度,通过程序控制实现时序控制、反馈信号的采样处理及数字PI(比例、积分)调节,对焊接过程进行准确的控制.结果表明,该设备具有控制精度高、性能稳定等特点,实现了铝合金板的PMIG焊接,获得较好的焊缝成形.     

焊接逆变电源与涡流检测融合设计分析

根据焊接逆变电源与涡流检测的工作原理,在焊接逆变电源中加入涡流检测激励与接收部分的模拟信号处理电路,而涡流检测的数字信号处理部分则与焊接逆变电源共用,实现焊接逆变电源与涡流检测的融合设计.焊接逆变电源主变压器输出的交流方波经过滤波后,以滤波器输出的正弦波作为涡流检测的激励信号,驱动涡流检测探头,涡流检测探头接收的信号经过放大、比较、检波及后续的数字信号处理进行缺陷判断,实现涡流检测.结果表明,该融合系统能够在不影响焊接的条件下为逆变电源增加涡流检测功能.