本文關(guān)鍵詞：低飛濺脈沖GMAW焊機(jī)波形數(shù)字控制策略的研究　出處：《華南理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：脈沖GMAW焊具有高效節(jié)能、控制方式靈活、適應(yīng)性強(qiáng)等特點,可在較大的電流調(diào)節(jié)范圍內(nèi)實現(xiàn)噴射過渡,焊縫成形較美觀,在制造業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。其不足之處在于,熔滴的復(fù)雜性與隨機(jī)性會使過渡狀態(tài)和形式難以穩(wěn)定,導(dǎo)致無法有效地控制熱輸入量,在焊接過程中可能會產(chǎn)生不同過渡狀態(tài),形成尺寸不均勻的熔滴或產(chǎn)生飛濺,從而影響焊縫成形質(zhì)量。因此,需通過有效的控制方式使熔滴過渡盡可能穩(wěn)定在有利于焊縫成形的狀態(tài),進(jìn)一步提高脈沖GMAW焊的焊接成形質(zhì)量。在國家自然科學(xué)基金項目(資助號：E51375173)的資助下,本文研究了一種全數(shù)字脈沖GMAW焊機(jī),并采用中值波形控制策略實現(xiàn)了對焊接過程熱輸入量的精細(xì)化控制。研發(fā)樣機(jī)具有普通脈沖模式、中中值脈沖模式、后中值脈沖模式、恒壓模式等多種焊接模式。論文首先闡述了課題背景,分析了脈沖GMAW焊機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢；在此基礎(chǔ)上,討論了熔滴過渡的狀態(tài)和形式及其對焊接過程的影響；分析了工藝參數(shù)對焊縫成形的具體影響及飛濺產(chǎn)生的原因。其次,根據(jù)脈沖GMAW焊接的工藝特點及要求,完成了以Cortex-M4內(nèi)核ARM處理器為核心的樣機(jī)開發(fā)；包括全橋逆變主電路、控制系統(tǒng)電路、電源模塊、芯片最小系統(tǒng)等硬件設(shè)計及基于RTX實時操作系統(tǒng)的主控制板和數(shù)字面板的軟件設(shè)計。最后,利用示波器、三相調(diào)壓器、機(jī)械手等設(shè)備完成大量的工藝實驗,對比及分析了不同模式下的波形控制方法及其焊縫成形效果,尤其是飛濺程度,并對控制策略的有效性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,中值控制策略下的焊縫成形明顯優(yōu)于普通脈沖模式,前者的熔滴過渡更規(guī)律、穩(wěn)定,熔寬均勻、熔合良好、飛濺明顯減少。焊縫成形由好至壞依次為：后中值脈沖模式、中中值脈沖模式、普通脈沖模式、恒壓模式。
[Abstract]:Pulse GMAW welding has the characteristics of high efficiency and energy saving, flexible control mode and strong adaptability. It can realize spray transition in a large range of current regulation, and the weld formation is more beautiful. It is widely used in manufacturing industry. Its disadvantage is that the complexity and randomness of droplet will make it difficult to stabilize the transition state and form, resulting in the inability to effectively control the heat input. In the welding process, different transition states may occur, resulting in uneven size droplets or spatter, which will affect the quality of weld formation. It is necessary to make the droplet transfer as stable as possible in favor of weld formation through effective control. In order to improve the welding quality of pulsed GMAW welding, a digital pulsed GMAW welding machine is studied in this paper, with the support of the National Natural Science Foundation of China (Grant No.: E51375173). The control strategy of median waveform is used to control the heat input of welding process. The prototype has three modes: normal pulse mode, middle median pulse mode and posterior median pulse mode. At first, the paper describes the background of the subject, and analyzes the current situation and development trend of pulsed GMAW welding machine technology. On this basis, the state and form of droplet transfer and its influence on welding process are discussed. The influence of process parameters on weld formation and the cause of spatter are analyzed. Secondly, according to the characteristics and requirements of pulsed GMAW welding process. The prototype development based on Cortex-M4 kernel ARM processor is completed. Including full-bridge inverter main circuit, control system circuit, power module, chip minimum system hardware design and RTX real-time operating system based on the main control board and digital panel software design. Finally, using oscilloscope. Three-phase voltage regulator, manipulator and other equipment completed a large number of process experiments, compared and analyzed in different modes of waveform control methods and weld formation effect, especially the degree of spatter. The effectiveness of the control strategy is analyzed. The results show that the weld formation under the median control strategy is obviously superior to the conventional pulse mode, the former is more regular, stable, uniform melting width and good fusion. The order of weld forming from good to bad is: posterior median pulse mode, middle median pulse mode, common pulse mode, constant voltage mode.
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG434.5

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本文編號：1416808