短路过渡CO2焊接熔滴尺寸控制

分析了短路过渡CO2焊接的熔滴形成过程及焊接电流波形对熔滴形状及短路过渡历程的影响规律,对采集获得的焊接过程中的焊接电流信号进行数学处理,采用最小二乘法建立了波形控制短路过渡焊接的焊丝熔化模型.在此基础上,通过控制燃弧初期脉冲电流的宽度调整燃弧能量的大小,对熔滴尺寸控制进行了试验研究.结果表明,随着燃弧脉冲电流宽度的增加,熔滴尺寸单调增加,这说明改变燃弧初期脉冲电流的宽度可以有效地控制燃弧能量和熔滴尺寸的大小.     

脉冲短路过渡电流波形及工艺性能研究

本文根据常规 CO_2短路过渡焊存在的问题,研究了具有陡升陡降的单脉冲短路电流波形、可调节燃弧能量和控制熔滴行为的燃弧电流波形,低于燃弧电流值的脉冲短路电流波形等三类电流波形的实现方法和工艺性能。研究表明,合理地控制脉冲短路过渡电流波形、改变燃弧期间的能量分布、控制熔滴行为和过渡力的作用,对不同类型的电流波形,能在不同程度上有效地提高短路过渡频率、稳定性、降低飞溅、提高熔化深度和改善焊接成型。     

低热输入推拉送丝CO2焊接工艺

传统短路过渡过程熔滴过渡随机发生,短路与燃弧时间比例范围较大,燃弧与短路期间的能量分配比例也随之起伏不定.推拉送丝CO₂焊接系统利用焊丝的送进-回抽与波形控制相结合的控制方式,促使熔滴在较小的电流下进行过渡,实现稳定可控的短路过渡CO₂焊接过渡.通过焊接参数的合理选定,控制回抽焊丝强制熔滴过渡,可有效减小等效燃弧电流I_ea和等效燃弧电压U_ea,从而降低热输入量.当推拉送丝系统中焊丝的送进与回抽时间相等时,焊接过程中短路/燃弧的时间也大致相同,无较大波动,燃弧与短路能量分配比例也较为稳定,可以控制在一个较小的值.结果表明,采用相同送丝速度时,推拉送丝短路过渡燃弧期间能量远小于传统的短路过渡,采用推拉送丝CO₂焊接系统可实现过程精密控制的低热输入短路过渡的焊接过程.     

短路频率计介绍

一、一般说明二氧化碳焊时,熔滴的过渡型式有三种可能,即短路过渡,大滴过渡,和喷射过渡。三种过渡型式和焊接电流,燃弧电压的关系大概如下图所示。短路过渡时,熔滴都是经过与熔池接触后,过渡到熔池,大滴过渡时,     

电磁力动态变化对短路过渡稳定性的影响

从理论上研究短路过渡过程中燃弧期液态熔滴上的表面张力、电磁力和重力之间的动态平衡问题,重点讨论了燃弧期熔滴上电磁力的动态变化及其对短路过渡稳定性的影响.结果表明,作用在短路过渡燃弧期熔滴上的电磁力的动态变化与熔滴大小、弧根位置及焊接电流的动态变化有关;燃弧期熔滴上的动态力平衡不能维持时,将造成熔滴脱离,发生自然过渡.     

动态CMT焊接过程分析

动态CMT焊接是对传统CMT焊接的改进,以期获得较大的熔深。采用高速摄像同步分析系统分析了动态CMT焊接过程熔滴过渡和电流电压波形特点。结果发现,动态CMT焊接熔滴过渡增高至110 Hz以上;从电流电压波形上看,动态CMT分为3个阶段,即燃弧,强脉冲和短路3个阶段。在强脉冲阶段,电流峰值达493 A,而在短路阶段电流为75 A以上。T形接头焊接结果显示,在相同焊接热输入下,动态CMT比普通CMT能够获得更大的熔深.熔深增加是由于强脉冲阶段大的电弧力造成熔池表面下凹,电弧下方液态金属层变薄使得熔池底部加热作用明显;同时短路电流的增加,也提高了熔池温度和焊丝预热效果。     

短路频率计

为在选定CO_2气体保护焊最佳规范时得到比较好的效果,我厂在太原工学院的协助下试制了简便的短路频率计。经应用,证明该频率计不但使用方便,而且效果可靠。短路频率计的用途细丝CO_2气体保护焊短路过渡时,熔滴是和熔池接触后过渡到熔池的。每当完成一次过渡,电弧便迅速恢复到燃弧状态。每秒钟熔滴短路过渡的次数,称之为短频。短路频率计适用于测定细丝CO_2焊短路过渡的短路频率。短路频率的大小,与规范参数(主要是燃弧电压、焊接电流、电感等)有关。频率越大,熔滴越小,焊接过程就越稳定,焊缝成形也越好。因此,可以借测量频率的大小来间接地判断焊接过程的稳定程度和焊缝成形的好坏,从而为选择较好的焊接规范参数提供条件。另外,还可以利用短路频率计选     

不锈钢的药芯焊丝焊接过程中熔滴过渡行为分析

采用高速摄像与电信号同步分析系统分析不锈钢药芯焊丝焊接过程中的熔滴过渡和电流电压波形特点。结果发现,当电流为150 A时,焊接时容易出现短路过渡,引起飞溅,电弧形态不太稳定,主要过渡方式为非轴向大滴排斥过渡;随着电流增大,电弧趋于稳定,飞溅明显减少,表面张力对熔滴过渡起一定作用;当电流达到240 A时,无短路过渡现象发生,几乎无飞溅产生,电弧形态基本保持不变,焊接过程稳定。焊接过程中焊丝与熔池间形成的渣柱有助于熔滴脱离焊丝进入熔池。     

GMAW短路过渡过程的二次引弧现象

传统的短路过渡过程一般认为整个过程只存在一次引弧. 但是文中通过对GMAW短路过渡的高速摄像照片进行观察发现了一个新现象——即短路过渡过程并不是一次引弧完成的,而是存在二次引弧现象. 结果表明,当熔滴颈缩断裂的瞬间,焊丝端部与脱落熔滴尾部之间存在一定浓度的高温金属蒸气,会发生一次短暂的电弧燃烧过程. 此电弧随着脱落熔滴逐渐没入焊接熔池而消失. 随后会以保护气体作为介质进行下一次引弧(二次引弧),此次引弧也是传统短路过程的引弧阶段. 由电流波形可知,在熔滴颈缩附近存在两次短路电流波形,一次波形为传统的短路峰值电流,二次波形则是由于金属蒸气短暂引弧造成的.     

波形控制CO2弧焊电源设计

针对CO2焊接工艺的特点,设计了一种实现波形控制的逆变弧焊电源,电源采用单片机控制,对焊接电压、焊接电流实时采样,可准确控制短路电流值.当短路发生后,电流先保持在一较低值,然后以指数规律上升,当检测到缩颈时,降低电流直到熔滴过渡后再燃孤;同时在燃孤阶段,控制燃弧电流的变化速度,保证充足的燃弧能量.以实现减小金属飞溅和改善焊缝成形.     

脉冲MIG焊熔滴过渡中值波形的控制策略

针对脉冲MIG焊熔滴过渡过程的控制，提出中值波形控制策略的新工艺方法，详细阐述了中值电流及中值时间对焊接过程熔滴过渡的影响规律。采用中中值波形控制方法对钢进行焊接试验，确定了最佳的中值电流和中值时间。试验结果表明，中值电流较小时出现瞬时短路，中值电流较大时失去了中值阶段的作用，中值电流为一理想值时焊接效果较好。在确定了中值电流给定为理想值的基础上，得到了中值时间为一理想值时焊接效果较好，中值时间较小时不会过渡熔滴，而中值时间较大时会在中值阶段过渡多个熔滴的结果。     

CO2弧焊电流波形的多参数自寻优智能控制

研究并提出了一种CO2气体保护焊电流波形的多参数自寻优智能控制法,电流波形的模糊寻优计及弧焊过程特征参数的综合影响,并在表征短路过渡综合性能的特征综合值作为弧焊过程定量评价和目标实时寻优的函数。在波控参数基值的基础上,基于综合性能寻优过程采用三级模糊调节算法,对电流波形参数分步调节寻优。该法实际上将双输入三输出式的波控参数模糊控制系统化为多路,开关性的双输入单输出式的模糊控制,通过短路及燃弧初始阶段的电流波形控制参数的模糊自寻优,逐步使波控参数和焊接规范参数达到和谐匹配,以实现焊接过程熔滴的稳定可控过渡,改善焊接过程的综合性能。     

GMAW-P焊后中值脉冲波形控制工艺

一脉一滴是GMAW-P焊最理想的一种过渡形式.为了获得这种过渡形式,需要焊接脉冲波控参数之间的良好配合.结合仿真与试验研究,从能量的观点研究了在后中值波形控制方法中两个关键脉冲参数--中值时间和中值电流对GMAW-P焊的影响.试验表明;当设置适当的中值电流和中值时间时,能向熔滴过渡过程提供合适的能量,有利于实现一脉一滴,熔滴过渡过程的可控性好,焊接过程稳定,焊缝质量好.     

一种基于DSP的脉冲MIG焊波形控制方法的研究

在基于DSP的弧焊逆变电源的数字控制系统上,针对脉冲MIG焊熔滴过渡过程的控制,提出了中值波形控制方法,采用前中值波形控制方法对钢进行焊接试验,研究了中值电流和中值时间对焊接过程的影响规律,得出了新工艺方法及与之相匹配的工艺参数.结果表明:当中值时间固定,中值电流较小时,焊接过程不稳定,易产生短路或断孤现象;中值电流较大时,中值阶段的作用与峰值阶段的作用相同,收不到预设的效果;当中值电流为一理想值时,焊接效果较好.当中值电流固定,中值时间较短时,不足以过渡熔滴;中值时间过长,易产生短路过渡;当中值时间为一理想值时,焊接效果较好.     

并联式波形控制对熔滴过渡的影响

为改善弧焊过程的动特性,减少飞溅,对一种并联式IGBT波形控制器的波控特性进行了实验研究,研究了该波形控制器对焊接过程焊机动特性的影响,并分析了波控参数对焊接熔滴过渡过程的影响.结果表明:并联式波控是一种低成本的、降低飞溅的有效方法,可以优化焊接电流的波形,抑制短路末期的峰值电流,确保短路末期液桥的柔顺破断,削弱燃弧初期电弧对熔池的冲击.     

Simulation of droplet transfer process and current waveform control of CO_2 arc welding

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣＯ2 ｓｈｉｅｌｄｅｄａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ,ｌｏｗｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ,ｌｅｓｓｈｙｄｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｈｉｇｈａｎｔｉ ｏｘ ｉｄａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙ .Ｔｈｅｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔｔｒａｎｓｆｅｒｉｓａｍａｉｎｆｏｒｍｉｎＣＯ2 ａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ ,ｂｕｔｉｔｈａｓｔｏｏｍｕｃｈｓｐａｔｔｅｒｉｎｇ ,ａｎｄｕｎｓａｔｉｓｆ…     

脉冲MIG焊前中值波形控制工艺参数

为了实现脉冲MIG焊熔滴过渡的稳定可控,设计了前中值波形控制工艺方法.在两脉冲峰值之间增加中值电流,提高了熔滴过渡的可控性.采用自行研制的焊接电弧动态小波分析仪对前中值电流波形控制的焊接过程进行了分析和评定,工艺试验表明,前中值电流太小时有短路断弧等现象,前中值电流太大则类似于无中值波形;前中值时间太短时中值阶段效果不明显,前中值时间太长时焊接过程不稳定.调节适当的中值电流和中值时间,可实现熔滴过渡的可控性,经试验得到脉冲电流和脉冲时间的最佳匹配参数.     

One-knob self-optimizing fuzzy control of CO_2 arc welding process

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｓｗｅｋｎｏｗ ,ｔｈｅＣＯ2 ａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｈａｓｍａｎｙｗｅｌｄ ｉｎｇｖａｒｉａｂｌｅｓａｎｄａｄｊｕｓｔａｂｌｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓ.Ｗｈｅｎｔｈｅｓｅｖａｒｉａｂｌｅｓａｎｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃａｎｎｏｔｂｅｃｏｏ     

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.