丝材电弧增材制造技术的研究现状与应用

丝材电弧增材制造技术适用于大尺寸形状较复杂构件的低成本、高效快速成形。从成形系统、成形几何形状及尺寸控制、成形件组织性能分析、成形件残余应力和气孔缺陷控制方面综述了国内外电弧增材制造技术的研究现状,并且介绍了其应用情况,最后对电弧增材制造技术的研究前景进行了展望。     

基于DSP的MIG焊接弧长模糊控制系统研究

基于DSP控制的MIG焊接系统,采用缓降弧焊电源外特性和变速送丝的控制方法以达到保证弧长不变的目的,并将模糊控制引入到变速送丝控制设计中.阐述了利用MATLAB的模糊逻辑工具箱进行模糊控制规则设计,并利用Simulink工具箱中的仿真工具对所设计的控制方法进行仿真.实验研究表明,应用该软件设计的控制方法与传统PID控制相比,可快速、准确地控制焊接弧长的稳定.     

GMAW系统电流与弧长的滑模变结构控制仿真

在分析熔化极气体保护焊(GMAW)的基础上,建立电流及弧长的非线性数学模型.应用基于微分几何的反馈线性化方法,将GMAW过程电流及弧长模型同胚映射为等价的线性系统,使复杂的非线性控制问题转化成简单的线性系统的控制问题,使控制器设计的复杂程度降低,控制效果明显优于对非线性系统的直接控制.把滑模变结构控制方法应用于焊接电流及弧长的控制中,Matlab仿真结果表明,该方法可以满足焊接中电弧弧长的精确控制,同时,对系统参数摄动和外部扰动具有较强的鲁棒性.     

纵向磁场作用下MIG焊电弧数值模拟

为了提高焊接质量,建立了纵向磁场作用下MIG电弧的三维有限元数学模型,利用ANSYS有限元分析软件对纵向磁场作用下的电弧进行模拟,得到了纵向磁场作用下电弧的物理特性,并与无外加纵向磁场时进行了对比.结果表明,焊接过程引入纵向磁场后,电弧温度和电弧压力显著降低,电弧温度梯度减小;当焊接电流为120A,励磁线圈安匝数为1000时,电弧中心最高温度由16.950 K降到13.700 K,最大电弧压力由91 Pa降到57 Pa;在阳极表面,电弧压力峰值从 53 Pa降到20 Pa,并偏离电弧轴线.可以得出结论,在纵向磁场作用下电弧的物理特性发生较大变化,电弧扩张,电弧温度和电弧压力减小,电弧中心形成空心弧.     

等离子体电弧数值模拟的研究进展

等离子体电弧的数值模拟研究对其在工业中的应用有重要的意义。详细阐述等离子体电弧数值模拟研究的发展过程,分别包括自由等离子体电弧和约束等离子体电弧的研究进展,等离子体电弧数学模型的完善主要体现在假设条件的减少上;介绍等离子体电弧数值模拟的方法与步骤,并指出ANSYS、FLUENT等数值分析软件都可以求解等离子体电弧数学模型;还提出综合考虑等离子体电弧的流动状态和三维约束等离子体电弧的数值模拟研究是未来的研究方向。     

水冷铜阳极法测量阳极等离子电弧力径向分布

设计了一套水冷铜阳极装置,用压力传感器测量等离子弧焊阳极电弧力的径向分布情况,研究了焊接电流、离子气流量和弧长对阳极电弧力的影响规律.结果表明,阳极电弧力在电弧中心最大,随径向距离的增大而迅速减小,电弧力作用半径可以认为等于约束喷嘴出口半径;随焊接电流和离子气流量的增大阳极电弧力显著增大,电弧力作用半径变化不大;而弧长对阳极电弧力的影响不大;测量结果表明,等离子弧焊电弧力传统经验公式忽略电流对电弧力的影响是有一定缺陷的.