以高強(qiáng)鋁合金為代表的輕質(zhì)金屬構(gòu)件己在航空航天、軌道交通、艦船等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。鋁合金具有熱導(dǎo)率大、線(xiàn)膨脹系數(shù)大、易氧化、固液相氫溶解度差別大等特點(diǎn),在焊接時(shí)極易出現(xiàn)變形、氣孔、裂紋等缺陷,迫切需要先進(jìn)的自動(dòng)化焊接工藝及設(shè)備的支撐。變極性等離子�。╒PPA）焊接技術(shù)具有焊接缺陷少、可焊厚度大、工件變形小等優(yōu)點(diǎn),被稱(chēng)為鋁合金“零缺陷”焊接方法。目前,國(guó)內(nèi)的機(jī)器人VPPA焊接電源普遍依賴(lài)進(jìn)口,不僅價(jià)格昂貴,而且還面臨核心技術(shù)輸入受限等問(wèn)題;而國(guó)產(chǎn)化的VPPA焊接電源在功率級(jí)別、調(diào)控性能、可靠性以及工藝窗口范圍等方面與國(guó)外先進(jìn)水平還存在較大差距,嚴(yán)重限制了這一先進(jìn)技術(shù)在我國(guó)鋁合金焊接中的推廣應(yīng)用。本文從提高VPPA焊接工藝穩(wěn)定性的角度出發(fā),將大功率高頻逆變技術(shù)和數(shù)字化控制技術(shù)相結(jié)合,研制了一款全數(shù)字化的600A級(jí)大功率機(jī)器人VPPA焊接電源,并對(duì)鋁合金脈沖穿孔焊接工藝進(jìn)行了研究。論文首先分析了 VPPA焊接工藝及焊接電源的研究進(jìn)展,闡述了VPPA焊接電源的發(fā)展趨勢(shì)。然后,對(duì)等離子弧特性進(jìn)行了數(shù)值模擬,探索了關(guān)鍵工藝參數(shù)對(duì)其溫度場(chǎng)和壓力場(chǎng)分布的影響;在此基礎(chǔ)上,提出了改善等離子弧工藝穩(wěn)定性的控制方... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

一IM』C焊示意圖

??圖１－２?ＴＩＧ焊示意圖??３）?ＶＰＰＡＷ??變極性等離子弧焊結(jié)合了等離子弧和變極性技術(shù)二者的特點(diǎn)，其中等離子弧焊屬于??髙能束焊接技術(shù)，電弧受到焊槍噴嘴的機(jī)械壓縮、電弧電流的電磁收縮以及噴嘴冷壁的??熱收縮等作用，電弧的能量密度大，穿透力強(qiáng)；變極性技術(shù)的工作原理和ＶＰ－ＴＩＧ—致，??能有效地清理鋁合金表面的氧化膜。ＶＰＰＡＷ有三種焊接方法：微束等離子弧焊、熔透??型等離子弧焊和穿孔型等離子弧焊。在中厚板鋁合金焊接實(shí)際應(yīng)用中，穿孔型ＶＰＰＡＷ??更具優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景，其工作原理如圖１－３所示，焊接過(guò)程中，穿孔熔池一直穩(wěn)定存在，??熔池析出的氣體可從小孔背面逸出，氣孔缺陷問(wèn)題得到大大改善。另一方面，等離子弧??電弧挺度大，穿透力極強(qiáng)，穿孔ＶＰＰＡＷ可實(shí)現(xiàn)“一次焊接，雙面成形”，尤其適合于??管道和筒體等背面難以施焊的工件。與此同時(shí)

；接過(guò)程中激光的利用率大大降低，有研究采用表面沉積、黑對(duì)激光的吸收率，但明顯增加了操作步驟和加工成本［３１－Ｓ３］。種焊接技術(shù)在鋁合金焊接的應(yīng)用受到了極大限制。??是利用高速旋轉(zhuǎn)的攪拌頭與工件摩擦產(chǎn)生熱量，使攪拌區(qū)工熱塑性溫度區(qū)間，兩工件的接縫區(qū)域金屬做塑形流動(dòng)而混合形成ＦＳＷ焊縫，其工作原理如圖１－４所示。由于在整個(gè)焊接塑性狀態(tài)而并未熔化，因此ＦＳＷ焊接避免了熔化焊中容易產(chǎn)一種新型的固相連接技術(shù)，是世界焊接史上自問(wèn)世到工業(yè)實(shí)的焊接技術(shù)［３５］。ＦＳＷ具有缺陷少、接頭的強(qiáng)度塑形優(yōu)、焊后也存在一定的局限性，例如對(duì)工裝夾具和裝配精度的要求極。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]鋁合金正弦波調(diào)制脈沖MIG焊電流波形控制及專(zhuān)家系統(tǒng)研究[D]. 魏仲華.華南理工大學(xué) 2012
[4]等離子弧焊接過(guò)程的數(shù)值模擬[D]. 殷鳳良.天津大學(xué) 2007

碩士論文
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[2]核乏燃料池水下局部干法機(jī)器人焊接電源的研究[D]. 馮允樑.華南理工大學(xué) 2016
[3]50kW級(jí)全數(shù)字逆變式等離子切割電源的研究[D]. 方小鑫.華南理工大學(xué) 2015
[4]數(shù)字電源快速響應(yīng)非線(xiàn)性算法和數(shù)字PID補(bǔ)償?shù)难芯縖D]. 陳昕.電子科技大學(xué) 2013
[5]氧化膜對(duì)2219鋁合金FSW與VPPA交叉焊縫性能的影響[D]. 孔祥峰.上海交通大學(xué) 2011
[6]受控脈沖穿孔型等離子弧焊接工藝參數(shù)的控制[D]. 陳洪堂.山東大學(xué) 2007



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