交替過(guò)渡方式的低熱輸入GMAW實(shí)現(xiàn)及過(guò)程控制.pdf

1、針對(duì)薄板、高強(qiáng)鋼和異種金屬的焊接要求精確控制母材熱輸入的難題，提出了基于研究GMAW自由過(guò)渡和短路過(guò)渡交替進(jìn)行的一種新型脈沖旁路耦合電弧MIG焊(Pulsed DE-GMAW)交替過(guò)渡方式，有利于精確控制焊接熔滴過(guò)渡和母材熱輸入，增強(qiáng)Pulsed DE-GMAW搭橋能力，減小裝配間隙要求，理論和實(shí)踐上證明有利于低熱輸入焊接過(guò)程。
　　首先，根據(jù)Pulsed DE-GMAW交替過(guò)渡過(guò)程的特點(diǎn)和控制要求，利用快速控制原型技術(shù)，建立了基

2、于快速原型的鋁-鋼P(yáng)ulsed DE-GMAW交替過(guò)渡過(guò)程軟硬件試驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)主路脈沖電流波形和旁路脈沖電流波形的控制與協(xié)調(diào)，并能夠完成在焊接過(guò)程對(duì)電信號(hào)和視覺(jué)信號(hào)的采集、顯示、處理和存儲(chǔ)，而且對(duì)采集到的焊接信號(hào)通過(guò)分析處理，經(jīng)過(guò)一定的控制算法，可以實(shí)時(shí)的輸出控制信號(hào)，優(yōu)化鋁-鋼P(yáng)ulsed DE-GMAW交替過(guò)渡過(guò)程焊接工藝參數(shù)，得到穩(wěn)定的焊接過(guò)程，完成對(duì)交替過(guò)渡過(guò)程的控制。
　　然后，基于彈質(zhì)模型理論建立了Pulse

3、d DE-GMAW交替過(guò)渡過(guò)程數(shù)學(xué)模型，提出了通過(guò)控制旁路雙脈沖電流參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)交替過(guò)渡過(guò)程的控制方案。在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下，利用旁路電弧對(duì)熔化焊絲的電流有分流和力的作用，通過(guò)調(diào)整旁路雙脈沖電流參數(shù)，對(duì)Pulsed DE-GMAW交替過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行了仿真分析，得到了理想的仿真效果。
　　其次，通過(guò)鋁-鋼P(yáng)ulsed DE-GMAW交替過(guò)渡平板堆焊工藝試驗(yàn)，研究了主路脈沖電流和旁路脈沖電流同步匹配對(duì)焊接過(guò)程的影響。結(jié)果表明，在總電流交替過(guò)渡波形

4、中，高頻脈沖電流和低頻脈沖電流的差值不能過(guò)大，否則會(huì)出現(xiàn)弧長(zhǎng)波動(dòng)較大，導(dǎo)致焊接過(guò)程不穩(wěn)定，一般高低頻脈沖電流的差值不能超過(guò)10A。通過(guò)高速攝像研究了高低頻脈沖數(shù)量對(duì)Pulsed DE-GMAW交替過(guò)渡方式的影響，在焊接過(guò)程中，一個(gè)周期內(nèi)高低頻脈沖數(shù)量的匹配將決定一個(gè)周期內(nèi)自由過(guò)渡和短路過(guò)渡的搭配次數(shù)，隨著高頻脈沖數(shù)量的增加，自由過(guò)渡的次數(shù)隨著增加，隨著低頻脈沖數(shù)量的增加，短路過(guò)渡的次數(shù)隨著增加，但高低頻脈沖數(shù)量的匹配方式對(duì)鋁鋼P(yáng)ulse