弧焊逆变电源的输入性能分析与滤波电路参数优化

传统的逆变焊接电源对电网来说，本质上是一个带大电容的整流角载，其输入电流是一种尖角波，含有丰富的谐波分量。弧焊逆变电源的功率因数是畸变因子和位移因子的乘积，畸变因子表征了谐波畸变对功率因数的影响。为提高逆变电源的功率因数，必须采用谐波抑制技术降低输入电流的谐波畸变步。在弧焊逆变电源中采用LDC滤波电路，可以降低直流线上的电压纹波。通过优化参数设置，可以使弧焊逆变电源的功率因数提高到95%，电流谐波畸变率低到30%     

Droplet-targeting laser hybrid indirect arc for additive manufacturing technology-A preliminary study

The contradiction between manufacturing accuracy and manufacturing efficiency is discussed in this paper. In order to solve this problem, a novel droplet-targeting laser hybrid indirect arc for additive manufacturing technology is proposed in which a couple of wires are melted using the alternating current with interwire indirect arc to achieve high deposition rate. On the other hand, droplets actively target the laser beam and detach from wire tip under the recoil pressure subjected to pulsed l...     

新型低能量输入电弧焊接系统的研制

研制了由焊接电源和送丝系统两部分组成的低能量电孤焊接系统.焊接电源采用IGBT逆变技术,以数字信号处理器(DSP)TMS320F2812为控制核心;送丝系统以交流伺服电机作为送丝电机,通过软件设计了焊丝运动曲线.提出了专门的送丝控制和电流波形控制方案'通过焊接参数配合焊丝运动,实现了稳定的低能量焊接过程.试验结果表明'设计的低能量电孤焊接系统取得了一致性好的理想焊接电流、电压波形,焊缝成形美观,满足低能量焊接的要求.     

基于多点柔性支撑的钛合金激光焊接变形控制

钛合金带筋壁板类T形结构常见于航空制造领域,其激光焊接工艺已经比较成熟. 但是即便在激光高速焊接过程热输入已经很低,仍然会存在一定的焊后角变形. 由于航空制造的高精度要求,需要施加额外的主动控制以最大限度减小此类角变形. 文中提出并验证了基于可编程多点柔性支撑的主动变形控制方法. 针对传统刚性装夹、预置应力不适应于弱刚性带筋壁板结构的问题,设计了一套以STM32单片机为主控,直线电动推杆为执行机构的多点柔性支撑装置. 结果表明,可在焊接过程实时监测当前支撑位置的受力状态,并进行动态调节,从而达到有效抑制焊接角变形的效果.     

基于压电执行器的GMAW熔滴过渡控制

熔化极气体保护焊(GMAW)作为一种高效灵活的焊接方法,已得到了广泛应用,但在精密焊接应用较少,其熔滴过渡不易控制、焊接过程不够稳定是限制其应用的主要原因。在此提出以施加机械力的方式使熔滴发生可控的过渡行为,设计了以DSP为核心的压电执行器的控制系统,采用等速送丝和快速回抽相结合的熔滴过控制方案。以响应速度快,频率高的压电执行器为基础设计了焊丝挤压回抽系统结构,实现了焊丝的送进回抽功能。在该系统的控制下,实现了同一电流下不同频率的熔滴过渡行为和对焊接过程熔滴尺寸的控制。     

GMAW弧长测量与反馈方法的研究

弧长稳定性直接影响了焊接过程稳定性及焊缝成形,为使焊接过程稳定,获得高质量焊缝,通过焊接工艺试验研究了各部分电压变化对弧长的影响规律。针对硅青铜焊丝脉冲GMAW钎焊,搭建了熔滴过渡过程焊接电信号的同步采集试验平台,分析恒定电流情况下电弧弧长与电压的变化关系,同时采用MATLAB图像处理对弧长进行测量,并对试验数据进行处理和分析,得到各部分电压与弧长之间的关系。     

基于中间过渡层的5A06/0Cr18Ni10Ti气化冲击焊接工艺研究

利用气化冲击焊接技术,制备了力学性能良好基于中间层的5A06铝合金与0Cr18Ni10Ti不锈钢气化冲击焊接接头,中间层3003铝合金与飞板5A06铝合金和靶板0Cr18Ni10Ti界面焊接良好,接头结合区域呈圆环状。通过信号采集系统分析了铝箔气化时间和电流随能量输入的变化,采用OM和SEM分析了接头界面的微观形貌和元素分布。研究了能量输入对铝箔气化的时刻和接头力学性能的影响。结果表明,随着能量输入的增加,铝箔气化所需时间减小,最终碰撞速率增大,从而使焊接区域直径增大;接头的抗拉力和抗剪力随能量输入的增大而增大。当能量输入为9 kJ时,接头的最大抗拉力为44.0 k N,抗剪力为2.1 kN;5A06/3003界面呈中间对称波状结合,3003/0Cr18Ni10Ti界面以金属间化合物连接,结合区域错位分布。     

Weld deformation control based on programmable multi-point flexible support

T-joint titanium alloy structures are commonly used in aircraft manufacturing, and their laser welding process is relatively mature, but due to the strict requirements of the airplane production, the angular deformation caused by uneven heat input across the sheet is still not negligible, so active control needs to be imposed. In this paper, an active deformation control method based on programmable multipoint flexible support is proposed and validated. In response to the problem that the tradit...     

电容充电过程功率因数校正技术仿真

由于初始端电压低且目标电压建立过程长,电容充电过程的功率因数校正的研究、设计及其控制参数的选定存在其特有的难点。基于PSIM电路仿真软件,搭建单管反激电路及数字逻辑控制电路的仿真模型,根据所建立的仿真模型,完成了对纯容性负载充电过程的功率因数校正仿真。在电流断续控制模式中进行变频峰值电流断续和定频峰值电流断续的电路仿真对比,对数字逻辑控制电路进行改进优化,有效避免了充电初期冲击电流过大的问题;进行了不同充电频率下的电感电流波形仿真对比,得出了充电效率与功率因数的最优控制。采用定频峰值电流断续的控制策略,有效控制了电容充电过程的电流即恒电流充电,仿真结果取得了良好的功率因数。     

基于需求设计的并联结构相贯线焊接机器人

相贯线焊接接头是一种复杂的空间曲线焊缝形式,给焊接运动控制提出了较高的要求.本研究从相贯线数学模型出发,运用D-H方法建立运动学逆解模型,基于整体考虑实际焊接需求的机构设计与简化控制策略思想,提出一种具有四自由度的并联式焊接机器人实现整体旋转、升降及焊枪手腕机构的解耦控制.以一种斜插相贯线轨迹为例,通过运动仿真,初步验证了所设计的机构及控制策略的正确性.最终制作出并联结构相贯线机器人实物.本研究设计的机器人具有小型化、高刚度、运动解耦的特点,为实现精确的运动轨迹控制提供硬件准备.