CO2弧焊熔滴过渡过程的特征及其定量评价

研究了ＣＯ２焊接熔滴短路过渡特征参数及其统计规律，结果表明各特征参数对ＣＯ２焊接短路过渡过程变化的敏感程度不一致，某些特征参数的敏感性比短路过渡频率更强烈。为综合考虑这些参数的影响，以特征参数综合值来描述和实时评判ＣＯ２焊接短路过渡过程，得到一个能全面定量描述和评判ＣＯ２焊接过程的综合评价函数。试验和评判表明，该评价函数能够对ＣＯ２焊接短路过渡过程的不同规范状态给予综合评价。     

弧焊熔滴过渡混沌的若干问题探讨

探讨指出现今弧焊熔滴过渡数学模型中存在只关注于单个周期内不同过渡阶段熔滴的特征行为,而忽略过渡周期之间关联特性的不足。通过叙述相关的混沌基本概念,以及结合滴水龙头混沌的相关运动规律,提出建立弧焊混沌数学模型在本质上能更真实地反映熔滴过渡过程。介绍了滴状过渡和短路过渡中混沌研究现状,指出目前急需解决的问题是建立精确的混沌数学模型。展望了弧焊在不同混沌控制目标中的应用前景。     

电弧填丝增材制造过程熔滴射滴过渡特征及其对熔滴沉积成形的影响

基于脉冲GMA电弧检测了电弧填丝增材制造过程中与熔滴过渡相关的电弧电流、电弧电压和声发射信号,研究了电弧脉冲作用下的铝合金熔滴射滴过渡特征,提出了一种可对处于射滴过渡模式下的熔滴尺寸、电弧力和熔滴沉积率进行计算的方法,并分析了沉积层的成形质量特征。研究结果表明,利用检测获得的电弧电压、电弧电流信号和声发射信号可以对处于射滴过渡模式下的熔滴过渡过程及其特征进行区分。在本研究条件下,作用在过渡熔滴上的电弧力随电弧功率增加而递增。电弧力的增加将限制熔滴尺寸的增大,从而在电弧功率递增时呈现熔滴尺寸的递减和熔滴过渡频率的递增。同时,电弧功率增加,使热输入增大,射滴过渡熔滴对熔池的冲击增强,容易造成熔滴过渡形成的沉积层坍塌,从而使熔滴沉积层高度递增的趋势减缓,形成的沉积层显微组织明显粗化。     

不锈钢焊条熔滴过渡形态的控制

采用水中收集熔滴、平板堆焊、高速摄影等试验方法,对不锈钢焊条熔滴过渡形态及其控制进行研究。结果表明,细熔滴渣壁过渡时,焊条的综合工艺性好,但气孔倾向大。提出抗气孔与优良工艺兼备的“准渣壁过渡”概念及其形成条件。采用双层药皮既可以实现理想的渣壁过渡,又能发挥强烈的冶金去氢作用。     

熔化极电弧焊熔滴过渡过程的高速摄影

建立了适合拍摄熔化极电弧焊熔滴过渡过程的高速摄影系统。介绍了在光路的设计、背光光源的选择、转向和分幅措施的采用及放大率、摄影频率的确定等方面应采取的措施 ,其结论对熔化极电弧焊熔滴过渡过程的高速摄影技术有较高的参考价值。     

药芯焊丝CO2气体保护焊熔滴过渡形态观察分析

采用高速摄影技术和汉诺威焊接参数分析仪,对国内外代表性的药芯焊丝CO2焊的熔滴过渡过程、电弧行为、飞溅、烟雾等电弧物理现象进行了大量的观察,总结了各种药芯焊丝熔滴过渡形式和电弧行为的特点,对各种过渡形式工艺性进行了初步评价。     

自保护药芯焊丝熔滴过渡的控制

从药芯组成和焊接工艺两方面对自保护药芯焊丝熔滴过渡的影响进行了研究,对熔滴过渡的受力进行了分析,研究结果表明适当增加气体动力即增大药芯中C、O质量分数,添加表面活性剂可提高颗粒过渡、射滴过渡的比例.电流、电压主要影响作用在熔滴上的电弧力,电流增大短路非爆炸附渣过渡、短路爆炸过渡及爆炸过渡的比例增大.电压增大使短路爆炸过渡、颗粒过渡、射滴过渡的比例增加.电流电压同样也对过渡时间有影响.而过渡时间对熔滴保护效果以及飞溅大小有重要影响.     

协同式CO2焊短路过渡模糊控制系统研究

介绍了一种在波形控制基础上,采用电弧自身传感的协同式模糊控制方法对焊接过程参数进行实时控制的逆变式CO2焊机控制系统.它通过电弧自身传感对CO2焊接过程有重要影响的短路过渡频率的检测,通过模糊处理和模糊判决之后,实时的对电弧电压进行控制,以保持焊接过程中规范参数的协同匹配关系.试验结果表明,采用该控制系统的焊机,实现了焊接规范参数的自动匹配和自动调节,同时明显改善了焊缝成形和降低了焊接过程中的飞溅.     

波控短路过渡CO2焊接恒频自适应控制系统

针对短路过渡CO2焊接工艺的特殊性,基于熔滴与熔池短路阶段电源输出回路电阻的变化特征,确定了有利于消除瞬时短路及提高熔滴过渡规则性的焊接电源输出电流波形.在对短路过渡频率及焊丝伸出长度进行实时检测的基础上,采用MC68HC11A1单片机为主控CPU,建立了焊丝伸出长度变化前馈补偿-短路过渡频率负反馈控制的波控短路过渡CO     

自保护药芯焊丝熔滴过渡的控制

从药芯组成和焊接工艺两方面对自保护药芯焊丝熔滴过渡的影响进行了研究 ,对熔滴过渡的受力进行了分析 ,研究结果表明 :适当增加气体动力即增大药芯中C、O质量分数 ,添加表面活性剂可提高颗粒过渡、射滴过渡的比例。电流、电压主要影响作用在熔滴上的电弧力 ,电流增大短路非爆炸附渣过渡、短路爆炸过渡及爆炸过渡的比例增大。电压增大使短路爆炸过渡、颗粒过渡、射滴过渡的比例增加。电流电压同样也对过渡时间有影响。而过渡时间对熔滴保护效果以及飞溅大小有重要影响     

SENSORING DROPLET SPRAY TRANSFER IN MIG WELDING BASED ON ARC SPECTRUM SIGNAL

0 INarunIowThe manipuistbo fOr drOplet tranSfer in gde arcmetal welding is one of the essential taSks of theweimng pe and qedty control.The researh ofthat in MIG wdding, opedaUy in Pulse MIGwetalng, has been paid a great attentbo to fOr its gndwelding qedty and flekible apPlication in maerialsand OPerting POStion. The dmplet transferrnanipulation is generally carried out by adusting theennyy Pararneters to contro the PrOCdure of eachdroplet from the breindng Of its grOwth to the end…     

以电弧光谱信号传感MIG/MAG焊熔滴过渡的工艺适应性

熔滴过渡控制的实现,取决于获得宽工艺适应性的熔滴过渡传感信号。通过试验,获取了熔化极气体保护焊电弧,在不同熔滴过渡形式下的光谱分布、谱线信号的时域波形和频域特征。对试验结果的分析表明,电弧光谱信号在上述诸方面均表现出对不同熔滴过渡形式的适应性,是一种有潜力的高品质熔滴过渡信号源。     

CHARACTERISTICS OF DROPLET TRANSFER IN CO2 LASER-MIG HYBRID WELDING WITH SHORT-CIRCUITING MODE

LF6 aluminum alloy plates with 4.5 mm thickness are welded in this experiment.Welding is carried out by using the CO2 laser-MIG paraxial hybrid welding in flat position. The experimental results indicate that the inherent droplet transfer cycle time of conventional MIG arc is changed due to the interaction between CO2 laser beam and MIG arc in the short-circuiting mode of laser-MIG hybrid welding. Because of the preheating action of CO2 laser to electrode and base material, the droplet transfer frequency of MIG arc is increased in the hybrid welding process. When laser power is increased to a certain degree, the droplet transfer frequency is decreased due to the effect of laser-induced keyhole. Furthermore, through analyzing the MIG welding current and arc voltage waveforms and the characteristics of droplet transfer in the hybrid welding process, the effect of laser energy and the action point between laser beam and arc on the frequency of droplet transfer and weld appearance is investigated in details.     

波控短路过渡CO_2焊接恒频自适应控制系统

针对短路过渡ＣＯ２焊接工艺的特殊性,基于熔滴与熔池短路阶　段电源输出回路电阻的变化特征,确定了有利于消除瞬时短路及提高熔滴过渡规则性的焊接　电源输出电流波形。在对短路过渡频率及焊丝伸出长度进行实时检测的基础上,采用ＭＣ６８ＨＣ　１１Ａ１单片机为主控ＣＰＵ,　建立了焊丝伸出长度变化前馈补偿—短路过渡频率负反馈控制的波控短路过渡ＣＯ２焊接恒频自适应控制系统,以提高焊接工艺过程的稳定性、抑制焊丝伸出长度变化对焊接工艺过程的扰动。     

短路过渡CO2焊接熔滴形状数值模拟与控制

为了进一步提高短路过渡CO2气体保护电弧焊的工艺性能和焊接质量,根据高速CCD摄像获得的熔滴及其短路过渡图像,分析了熔滴与熔池短路前的形状对熔滴与熔池的短路、熔滴在熔池中的铺展及液桥缩颈形成的影响.采用熔滴静力平衡模型研究了电磁力(燃弧电流)、表面张力、重力与熔滴形状的关系,并通过对燃弧电流的精确控制实现了对熔滴形状的有效控制.当熔滴与熔池短路前为细长形状时,短路过渡过程稳定柔顺,而当熔滴为扁平形状时,则不利于熔滴的短路过渡,甚至产生瞬时短路.燃弧阶段的熔滴形状体现了各种力对熔滴的作用,而电磁力(燃弧电流)是决定熔滴形状的主要因素.根据燃弧电流对熔滴形状的影响规律,提出了采用前期大、后期小的燃弧电流控制原则,以在燃弧的不同阶段获得不同的熔滴形状.试验结果表明该控制方法获得了良好的适合于熔滴短路过渡的短路前熔滴形状,短路过渡过程柔顺稳定,消除了瞬时短路以及由此导致的飞溅,改善了熔滴的短路过渡行为,短路过渡结束后焊丝端部的残余液态金属具有良好的一致性.     

电弧光谱信息及其在焊接过程测控上的应用

本文从焊接电弧光谱信息内容及其应用实例两个方面揭示了光谱信息与弧焊过程物理现象之间的本质联系,同时说明光谱诊断法在弧焊过程测控中的意义和应用潜力。对焊接电弧光谱信息的开发利用提供了一些有益的经验。     

脉冲MIG焊熔滴过渡光谱控制法的研究

在有关电弧光谱信息研究的基础上,提出并成功地实现了脉冲MIG焊熔滴过渡的光谱控制法。它是一种物理状态控制法。试验表明：当峰值电流、基值电流、脉冲频率等焊接参数改变时,本方法均能保 持熔滴过渡为1峰0基的过渡。它具有精确控制熔滴过渡的能力,能更好地得到稳定的焊接过程和焊接质量。它还具 有抗干扰能力强、工艺适应性好、在线调节方便等一系列优点,并可期望用于2峰0基、3峰0基等的控制中,有很大的 发展潜力,为脉冲MIG焊过程和质量的自动控制提供了一个崭新的方法,是电弧光谱信息应用的新的重要发展。 试验还表明,光谱峰后切换法是实现1峰0基的最佳控制策略。论述了该方法的控制系统、原理、控制策略、焊接参数、 试验结果与分析等。