一种冷丝填充速度的GABP优化算法

冷丝填充埋弧焊过程中,冷丝填充量是决定焊缝组织和性能的主要参数.通过大量的工艺试验研究了冷丝填充量对微观组织和力学性能的影响,利用焊接电弧热平衡规律建立了冷丝填充过程热量动态分配平衡方程,推导出了计算冷丝填充速度的关系式.采用人工神经网络实现了焊接电流、电弧电压、焊接速度与冷丝填充速度的非线性映射关系.结果表明,基于遗传算法的BP神经网络(BP neural network based on genet-ic algorithm,GABP)优化算法实现了冷丝填充埋弧焊过程的自适应控制,实际焊接冷丝填充速度与期望值之间的线性相关度达到0.991 88,表明该算法可以满足冷丝填充埋弧焊工艺及性能要求.     

冷丝复合埋弧焊工艺研究

针对厚板埋弧焊焊接母材过热及焊接效率偏低的问题,提出一种高效冷丝复合埋弧工艺。采用热粗丝+双细冷丝的结构形式,研究高效冷丝复合埋弧焊接的实现过程。热丝直径5.0 mm,冷丝直径1.6 mm,热粗丝与双细冷丝呈等边三角形排布形式,冷丝倾斜角度75°。结果表明:冷丝填充使焊缝及热影响区微观晶粒细化,冲击韧性明显改善。与单粗丝埋弧焊相比,在车间实际作业环境下,其焊接整体效率提升约26%。     

埋弧焊机的单片机控制系统设计

设计了以MCS-51单片机为控制核心的埋弧焊机控制系统．实现焊接过程的实时控制，保证了焊接电流和电弧电压的自动调节。通过实际生产应用表明：该控制系统工作稳定可靠，焊接质量较好，能够满足生产要求。     

伊萨ICETM集成冷丝埋弧焊

ICE (integrated cold electrode)集成冷丝埋弧焊是在双丝埋弧焊的基础上增加了一根不导电的焊丝(冷丝),冷丝置于同一个导电嘴中的两根平行的导电焊丝(热丝)中间,利用导电焊丝在焊接过程中产生的电弧热量熔化冷丝,在无需额外增加焊接热输入的情况下达到显著提高焊接熔敷率的埋弧焊接方法.通过伊萨专利技术的控制软件在控制系统中设定冷丝送丝比率以达到与热丝送丝速度的有效匹配,保证焊接过程的稳定性.焊接过程的稳定还得益于伊萨ICE焊枪的设计,即使干伸长度和弧长发生变化也能保证冷丝的熔化点始终在电弧的包围中.ICE具有焊接熔敷率高、焊剂消耗量少、节能环保、焊道成型易控等特点.     

尹萨ICE~(TM)集成冷丝埋弧焊

ICE(integrated cold electrode)集成冷丝埋弧焊是在双丝埋弧焊的基础上增加了一根不导电的焊丝(冷丝),冷丝置于同一个导电嘴中的两根平行的导电焊丝(热丝)中间,利用导电焊丝在焊接过程中产生的电弧热量熔化冷丝,在无需额外增加焊接热输入的情况下达到显著提高焊接熔敷率的埋弧焊接方法。通过伊萨专利技术的控制软件在控制系统中设定冷丝送丝比率以达到与热丝送丝速度的有效匹配,保证焊接过程的稳定性。焊接过程的稳定还得益于伊萨ICE焊枪的设计,即使干伸长度和弧长发生变化也能保证冷丝的熔化点始终在电弧的包围中。ICE具有焊接熔敷率高、焊剂消耗量少、节能环保、焊道成型易控等特点。     

MZ—1250小车型自动埋弧焊机

本文介绍MZ-1250小车型自动埋弧焊机的结构设计;分析了如何通过电弧电压的自动调节来控制小车的焊接速度和送丝速度,实现焊接过程自动化。     

自制埋弧自动焊机微调装置

目前,国内生产的埋弧自动焊机均无在焊接过程中自由调节焊丝角度的装置。虽然 MZ——1000型埋弧自动焊机有调节机头角度的旋钮,但必须在焊接前预先调节好角度,而在焊接过程中要使焊丝角度变化是无能为力的。     

基于PLC的埋弧焊机控制系统设计

本文设计了一套基于PLC的埋弧焊机控制系统,实现了埋弧焊的自动化。硬件部分包括人机交互模块操作盒、等速送丝模块、送丝速度信号检测及处理模块、焊接小车行走控制模块及焊接过程参数检测模块等;软件部分包括系统主程序、步进电机控制程序、通信程序等。基于该控制系统的埋弧焊机可靠性高、功能多、操作直观方便。     

窄间隙埋弧焊机微机控制系统的研制

采用８０Ｃ１９６单片机为控制核心,解决了窄间隙埋弧焊机的微机控制问题。所研制的控制系统由主机和智能操作盒组成,具有焊接参数预置、焊接参数显示,焊接参数打印等功能,在焊接过程中,对电弧电压主、焊接电流、接速度实现闭环控制,系统抗干扰能力强,性能可靠,功能齐全。     

基于单片机和FPGA的埋弧焊机控制系统

提出了一种基于单片机和FPGA的双机控制系统,实现了埋孤焊机的数字化.采用单片机作为埋弧焊机的数据采集和逻辑处理,实现了参数的预置、开关量的选择、焊接过程参数显示及各种故障状态的检测等.采用FPGA作为电机控制单元,实现了送丝电机和行车电机的运动控制,基于本控制系统的埋弧焊机,已经实现了批量化生产,实际应用结果证明了本控制系统的有效性.     

国内外埋弧焊的发展状况

叙述了目前国内外埋弧焊的发展现状,介绍了适合于各种焊接整流嚣埋弧焊成套设备的数字控制系统及采用单片机控制逆变埋弧焊机的组成和控制原理。详细讲述了多电源串列双（多）丝埋弧焊、单电源并列双丝埋弧焊、冷丝和热丝填充埋弧焊、单电源串连双丝埋弧焊的工艺特点和使用优点。     

一种用于埋弧自动焊的微机控制系统

将微型计算机应用于焊接装备的控制,设计并制造出埋弧焊微机控制系统,可完成焊接工艺参数预置、焊接参数数字显示、引弧及熄弧过程控制,焊丝调节等功能,系统可用于等速送丝埋弧自动焊的控制,提高了焊接装备自动化水平,在微机应用于焊接领域的研究中作了进一步的的探讨。     

埋弧自动焊数字控制器设计

介绍一种埋弧自动焊数字控制系统设计，适应于各种焊接整流器和直流电机驱动的送丝机构。控制器分别由两个单片机为核心构成，一个用于电源外特性控制；另一个完成送丝速度、小车速度以及焊接过程的控制，控制器之间通过串行接口交换数据。采用数字PI算法，由电流电压联合反馈调节电源输出特性，通过电弧电压和电机电枢电压双反馈调节送丝速度，从而获得精确的焊接工作点。控制软件根据焊丝与工件是否短接自动选择回抽或划擦引弧，收弧过程通过电流衰减方式填充弧坑。由液晶显示器构成的人机界面，用于系统变量、工艺参数和动态焊接数据的设置、显示、记忆和管理，拓宽了焊机的功能。     

基于DSP的斜特性式脉冲CO_2焊数字化电源

以数字信号处理器DSP为主控芯片,设计了一种斜特性式脉冲CO2焊数字化电源.采用新型的斜特性算法在焊接过程中自动调节电源外特性斜率,实现了电弧在大范围内的稳定性.设计方案采用了独立的送丝系统和全桥逆变主电路,选择了燃弧平均电压作为其它焊接参数控制的基准.充分利用了片内软硬件资源,产生一路控制信号并转换成双边沿脉冲输出,计算维弧所需要的外特性斜率,通过电弧电压自动调节,保持电弧稳定.系统硬件结构简单可靠,控制软件可通过仿真器并行接口更新算法.结果表明,该斜特性脉冲电源工作稳定,可靠性高.     

CO2气体保护焊的新型全数字化波形控制技术

对于逆变弧焊电源,采用基于 DSP 的全数字控制策略.针对短路过渡 CO2 气体保护焊特点,提出了准恒压全数字化新型波形控制策略,不再根据输出电压区分短路和燃弧过程,使得短路和燃弧过程过渡自然,适应于所有的焊接工艺,提高了系统的适应性.同时在短路初期采用瞬态电流抑制技术减少了飞溅,建立了包含实时燃弧能量补充机制的全数字化电压电流瞬时反馈的全数字三闭环控制模型.结果表明,所提出的全数字化软开关控制策略灵活、可靠;所采用的数字波形控制技术适应性好、灵活、焊接过程稳定、焊缝成形优良.

Abstract：

According to the characteristics of short circuit transfer of CO2 gas metal arc welding, a novel full digital waveform control scheme called quasi-constant voltage control is presented for inverter type arc welding power based on DSP. Short circuit and arc ignition process are not judged according to the output voltage and transfer process between them is smooth. The strategy is also applied to all welding conditions. Initial current at the instant of short-circuit is suppressed to reduce spatter generation. A triple closed loop control model including real time energy compensation for the arc state based on instantaneous voltage and current feedback control is estabhshed. Flexibility and reliability of the proposed fully digitalized softswitching control strategy is validated by experimental results of 400 A welding machine. The experimental results show that proposed digital waveform control scheme is applicable for different wire feeding speed conditions, and the welding process is stable and the welding bead appearance is good.     

基于DSP的脉冲GMAW焊数字化控制系统

针对脉冲GMAW焊工艺要求,采用32位数字信号处理器TMS320F2812建立了基于DSP的数字化控制系统,实现了电流和弧长的双闭环全数字控制,取得了良好的控制性能.控制系统利用DSP内部集成的PWM产生模块,通过选择合适的工作方式实现了软开关主电路四路移相PWM信号的直接数字化控制.给出了系统控制原理及程序流程图,脉冲峰值和基值阶段采用变参数的数字PI控制,使得电流快速跟随给定信号,同时采用模糊控制方法对弧长进行闭环控制.结果表明,所设计的脉冲GMAW焊全数字控制系统满足设计要求,输出电流波形一致性好,可以实现快速、稳定的弧长调节,焊接过程稳定,焊缝成形美观.     

基于ARM全数字化CO2气体保护焊的研究

CO2气体保护焊具有效率高、成本低、形变小、抗锈能力强等优点,在工业中应用广泛。国内电焊机在数字化方面的研究起步虽晚,但发展迅速。在电弧数学建模、控制算法的基础上,运用ST公司的32位ARM微处理器对CO2气体保护焊的全数字化系统进行了研究、设计与实现。CO2气体保护焊熔滴过渡存在短路、燃弧交替变化的特点,针对系统参数变化大、扰动复杂的情况,应用现代控制理论设计了熔滴短路过渡电流的模糊自适应PI控制器,在线识别电弧实时状态,改变控制量,保证系统控制品质在最佳范围,借鉴STT的控制策略,并在STM32F103微处理器上调试通过,获得了较好的焊接效果,实现了CO2气体保护焊的全数字化控制:控制算法数字化、功率输出数字化、馈丝系统数字化以及人机交互界面数字化。     

Fuzzy logic control strategy for submerged arc automatic welding of digital controlling

A microcomputer control system based on 80C320 and a switching regulation of wire feeder were designed. A correction factor based double model fuzzy logic controller (FLC) was introduced to achieve welding digital and intellectualized control by means of wire feeding speed feedback. The controller has many functions such as keyboard input, light emitting diode (LED) display and real-time intellectualized control of welding process etc. The controlling performance influenced by the coefficient of correction function was discussed. It was concluded by the experiments the relation between the coefftcient of correction function and welding quality, when the coefficient of correction function is great, the dynamic character of controller is better, when the coefficient of correction function is small, the sensitivity character of controller is better. Experimental results also show that digital and fuzzy logic control method enable the improvement of appearance of weld and stability of welding process to be achieved in submerged arc automatic welding.     

Research on Digitalization of High Frequency Microplasma Arc Welding Machine with Small Welding Current

The problem of digital controlling of high frequency microplasma arc welding machine has been solved through Fujitsu 16-bits single-chip processor used.Digital welding power sources and their control systems,digital sequential control system,and digital man-machine interaction system were included in digital microplasma arc welding machine studied.Principles,which is about digital sequential control system,digital man-machine interaction system,digital controller and its interface,and controlling software program,were analyzed.It has been showed that full digitalization of high frequency microplasma arc welding machine was fulfilled,minimum welding current of the machine is 0.05A,and arc is stable and can been started unfailingly.