基于單片機(jī)的短路脈沖混合焊接工藝及設(shè)備.pdf

1、短路過(guò)渡是MAG焊中一種常見(jiàn)的過(guò)渡方法。傳統(tǒng)MAG焊熔滴過(guò)渡過(guò)程中,因短路階段占較大的時(shí)間比例,焊接過(guò)程中短路階段為母材提供的熱能卻很小,而燃弧階段又比其它焊接工藝短,所以容易導(dǎo)致對(duì)母材的加熱不足,造成焊縫熔深較淺的成形缺陷。針對(duì)這一缺陷,為設(shè)計(jì)更為高效與靈活控制的焊接電源,對(duì)焊接電源的控制電路進(jìn)行了改進(jìn)。在保持原主電路和驅(qū)動(dòng)電路大體結(jié)構(gòu)不變的情況下,通過(guò)把MSP430單片機(jī)控制的脈沖信號(hào)與原控制電路輸出的信號(hào)疊加后共同控制PWM波的形

2、式,實(shí)現(xiàn)了在燃弧階段有脈沖的短路脈沖混合過(guò)渡。短路脈沖混合過(guò)渡提高了MAG焊燃弧階段的能量輸出,增加了電弧的穿透力,從而可以增加焊縫熔深,改善焊縫的質(zhì)量。
　　通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)MAG焊中短路過(guò)渡原理和特點(diǎn)的剖析,在掌握MAG焊焊接設(shè)備中主電路與控制電路原理后,重點(diǎn)針對(duì)MAG焊短路過(guò)渡中焊縫熔深較淺這一特點(diǎn),設(shè)計(jì)了以MSP430單片機(jī)為核心的轉(zhuǎn)換電路。轉(zhuǎn)換電路根據(jù)短路過(guò)渡的電流、電壓波形特點(diǎn),通過(guò)檢測(cè)原控制電路中的電壓反饋信號(hào),來(lái)判斷熔滴

3、過(guò)渡是否進(jìn)入燃弧階段,當(dāng)進(jìn)入燃弧階段后,為焊接電流疊加一個(gè)脈沖,以實(shí)現(xiàn)增加燃弧階段能量輸出與電弧穿透力的目的。其中,轉(zhuǎn)換電路外圍電路由LM324、CD4052、TLP521、LM7815、LM7915等模擬元器件組成;在軟件開(kāi)發(fā)中,以IAR為軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,使用C語(yǔ)言編寫(xiě)了單片機(jī)程序。通過(guò)對(duì)完成后的硬件電路與軟件系統(tǒng)的整體調(diào)試,確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,為后續(xù)的波形分析與工藝試驗(yàn)搭建了平臺(tái)。
　　試驗(yàn)中,通過(guò)漢諾威分析儀的使用,得到了不同

4、參數(shù)情況下焊接過(guò)程中電流、電壓的波形圖。通短路脈沖混合過(guò)渡試驗(yàn),在觀察了脈沖對(duì)焊縫表面、熔深影響效果的對(duì)比分析后,得到了不同脈寬與不同脈沖疊加位置時(shí)對(duì)焊縫的影響規(guī)律。在燃弧初期,電流值較高,疊加脈沖效果并不明顯且容易產(chǎn)生飛濺;在燃弧后期,因接近下一周期的短路階段,疊加脈沖后易引起短路瞬間電流值過(guò)高導(dǎo)致的飛濺;試驗(yàn)結(jié)果表明,為得到理想的效果,脈沖應(yīng)疊加到燃弧階段中期。為突出脈沖能量對(duì)焊縫的影響效果,選擇在120A這一較小焊接電流下,在不同