本文關(guān)鍵詞：大功率雙絲脈沖MIG焊雙電弧干擾及雙脈沖優(yōu)化控制研究

  更多相關(guān)文章： 大功率雙絲脈沖MIG焊 雙電弧干擾 雙脈沖 數(shù)字化控制 高速攝像

【摘要】：高效化焊接對(duì)提高焊接生產(chǎn)效率效果明顯,是目前焊接界的研究熱點(diǎn)。要實(shí)現(xiàn)高效化焊接,關(guān)鍵在于焊接電流的進(jìn)一步提高。對(duì)于雙絲脈沖MIG焊而言,提高焊接電流后,雙電弧干擾將會(huì)變嚴(yán)重,從而影響焊接質(zhì)量。雙電弧干擾問題成為制約雙絲脈沖MIG焊大功率化的主要瓶頸。本課題在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51205136)的資助下,對(duì)大功率雙絲脈沖MIG焊雙電弧干擾及雙脈沖優(yōu)化控制進(jìn)行研究。在分析雙絲脈沖MIG焊原理和特征的基礎(chǔ)上,確定了大功率雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)總體技術(shù)方案。分析了逆變式焊接電源主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),根據(jù)大功率雙絲脈沖MIG焊電源輸出大功率化的要求,焊接電源選用全橋逆變主電路并聯(lián)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。分析了雙電弧干擾的產(chǎn)生原理,并針對(duì)雙電弧干擾,確定了減小雙電弧干擾的脈沖焊接方法和雙脈沖優(yōu)化方案。在分析雙絲脈沖MIG焊焊接工藝對(duì)控制性能需求的基礎(chǔ)上,確定了大功率雙絲脈沖MIG焊電源的數(shù)字化控制總體方案,設(shè)計(jì)了焊接電壓電流信號(hào)采樣電路、故障保護(hù)電路和IGBT驅(qū)動(dòng)電路等控制系統(tǒng)硬件,編寫了防積分飽和PI恒流控制算法程序、單雙脈沖同步、交替和隨機(jī)三種相位協(xié)同控制程序、引弧和收弧程序等控制系統(tǒng)軟件,實(shí)現(xiàn)了大功率雙絲脈沖MIG焊的多相位數(shù)字化協(xié)同控制。針對(duì)焊接系統(tǒng)工作時(shí)電磁輻射嚴(yán)重的情況,對(duì)多相位數(shù)字化協(xié)同控制系統(tǒng)硬件和軟件作了電磁兼容優(yōu)化設(shè)計(jì)。對(duì)所研制的大功率雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)進(jìn)行模擬負(fù)載試驗(yàn)和大功率雙絲脈沖MIG焊工藝試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,所研制的大功率雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求,實(shí)現(xiàn)了同步、交替和隨機(jī)三種相位的單脈沖和雙脈沖焊接,焊接效率高,雙脈沖優(yōu)化焊接能改善焊縫成形質(zhì)量。對(duì)大功率雙絲脈沖MIG焊雙電弧進(jìn)行高速攝像研究,通過拍攝的雙電弧形態(tài)圖像分析了單脈沖和雙脈沖焊接工藝下的雙電弧干擾情況,試驗(yàn)結(jié)果表明,采用脈沖焊的交替相位焊接工藝,能有效減小雙電弧干擾;對(duì)于同步相位焊接方式,通過采用雙脈沖優(yōu)化焊接工藝,則能優(yōu)化雙電弧之間電弧力的分布情況,減小雙電弧的相互干擾。
【關(guān)鍵詞】：大功率雙絲脈沖MIG焊 雙電弧干擾 雙脈沖 數(shù)字化控制 高速攝像
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG444.74
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 課題背景及研究意義11-13
• 1.1.1 課題背景11-12
• 1.1.2 研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)13-19
• 1.2.1 雙絲脈沖MIG焊國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 雙絲脈沖MIG焊電弧及雙電弧干擾研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 雙脈沖MIG焊研究現(xiàn)狀17-18
• 1.2.4 雙絲脈沖 MIG 焊存目前存在的問題18-19
• 1.3 本研究課題的來源及主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 大功率雙絲脈沖MIG焊方案設(shè)計(jì)20-34
• 2.1 雙絲脈沖MIG焊特點(diǎn)20-21
• 2.1.1 雙絲脈沖MIG焊電弧形態(tài)20-21
• 2.1.2 雙絲脈沖MIG焊熔池特點(diǎn)21
• 2.2 大功率雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)21-26
• 2.2.1 逆變主電路方案選擇22-26
• 2.2.2 大功率雙絲脈沖MIG焊外特性選擇26
• 2.3 大功率雙絲脈沖MIG焊雙電弧干擾及優(yōu)化策略26-33
• 2.3.1 雙絲脈沖MIG焊雙電弧干擾原理26-27
• 2.3.2 雙絲脈沖MIG焊雙電弧干擾優(yōu)化策略27-30
• 2.3.3 雙脈沖波形電流產(chǎn)生原理30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 大功率雙絲脈沖MIG焊電源控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)34-46
• 3.1 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)34-36
• 3.1.1 控制系統(tǒng)性能需求分析34
• 3.1.2 控制系統(tǒng)整體架構(gòu)34-36
• 3.2 控制系統(tǒng)硬件子模塊設(shè)計(jì)36-44
• 3.2.1 DSP最小系統(tǒng)36-38
• 3.2.2 焊接電壓電流信號(hào)采樣電路38-40
• 3.2.3 故障保護(hù)電路40-42
• 3.2.4 IGBT驅(qū)動(dòng)電路42-44
• 3.2.5 送絲系統(tǒng)44
• 3.3 焊接系統(tǒng)電磁兼容分析與硬件設(shè)計(jì)優(yōu)化44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第四章 大功率雙絲脈沖MIG焊電源控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)46-61
• 4.1 控制系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)46-47
• 4.2 控制系統(tǒng)軟件各功能模塊設(shè)計(jì)47-59
• 4.2.1 PWM波形產(chǎn)生47-49
• 4.2.2 電流控制算法49-53
• 4.2.3 單脈沖和雙脈沖波形產(chǎn)生程序設(shè)計(jì)53-56
• 4.2.4 主從機(jī)通信程序設(shè)計(jì)56-57
• 4.2.5 引弧和收弧程序設(shè)計(jì)57-59
• 4.2.6 故障保護(hù)中斷處理程序設(shè)計(jì)59
• 4.3 軟件抗干擾設(shè)計(jì)59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第五章 焊接電源系統(tǒng)測(cè)試與焊接工藝試驗(yàn)研究61-86
• 5.1 大功率雙絲脈沖MIG焊電源的性能測(cè)試61-66
• 5.1.1 測(cè)試平臺(tái)搭建61
• 5.1.2 大功率雙絲脈沖MIG焊電源輸出性能測(cè)試61-63
• 5.1.3 大功率雙絲脈沖MIG焊電源逆變器均流效果測(cè)試63-64
• 5.1.4 大功率雙絲脈沖MIG焊電源系統(tǒng)控制性能測(cè)試64-66
• 5.2 大功率雙絲脈沖MIG焊焊接工藝試驗(yàn)研究66-80
• 5.2.1 工藝試驗(yàn)平臺(tái)的組成66
• 5.2.2 雙絲脈沖MIG焊 500A級(jí)焊接工藝試驗(yàn)66-72
• 5.2.3 雙絲脈沖MIG焊 800A級(jí)焊接工藝試驗(yàn)72-79
• 5.2.4 試驗(yàn)結(jié)果分析79-80
• 5.3 雙電弧干擾的高速攝像研究80-85
• 5.4 本章小結(jié)85-86
• 結(jié)論86-88
• 參考文獻(xiàn)88-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果94-95
• 致謝95-96
• 附件96

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳家本;鄭惠錦;朱若凡;顧長石;;中國船舶焊接技術(shù)進(jìn)展[J];電焊機(jī);2007年06期

2 謝劍和;陳輝;趙軍靜;;雙脈沖MIG焊對(duì)5052鋁合金焊接接頭力學(xué)性能的影響[J];電焊機(jī);2011年04期

3 林放;陳小峰;魏仲華;崔龍彬;高理文;薛家祥;;雙脈沖MIG焊專家數(shù)據(jù)庫的曲線擬合方法研究[J];電焊機(jī);2011年08期

4 郭民;段彬;孫同景;王海全;張禎濱;;基于混合信號(hào)FPGA的脈沖MIG焊接電源數(shù)字控制系統(tǒng)[J];電焊機(jī);2012年06期

5 陳克選;李樹華;董志強(qiáng);洪兆林;;基于DSP波形控制的GMAW電源系統(tǒng)[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào);2014年04期

6 盧振洋;黃鵬飛;蔣觀軍;殷樹言;;高速熔化極氣體保護(hù)焊機(jī)理及工藝研究現(xiàn)狀[J];焊接;2006年03期

7 黃鵬飛,殷樹言,羅建昆,鮑云杰;新型單片機(jī)控制熔化極脈沖氬弧焊機(jī)[J];焊接學(xué)報(bào);2004年03期

8 冷雪松;張廣軍;吳林;;雙鎢極氬弧焊耦合電弧壓力分析[J];焊接學(xué)報(bào);2006年09期

9 高瑩;李桓;黃宗仁;楊鑫鑫;;交直流雙絲埋弧焊電弧干擾分析及控制策略[J];焊接學(xué)報(bào);2009年02期

10 張順善;吳東亭;鄒增大;曲仕堯;;磁場(chǎng)對(duì)雙絲間接電弧形態(tài)的影響[J];焊接學(xué)報(bào);2010年07期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張紅兵;基于ARM的雙絲脈沖MIG高速焊分布式控制系統(tǒng)的研究[D];華南理工大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 葉定劍;多絲GMAW焊接電弧干擾及焊接工作點(diǎn)變化研究[D];上海交通大學(xué);2012年

2 張晶;雙電弧系統(tǒng)起弧過程及相互作用的研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2012年

3 何濱華;基于雙處理器的脈沖MIG焊電源數(shù)字化控制系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2008年

4 吳少杰;雙絲GMAW電弧行為及熔滴過渡特征的研究[D];南昌航空大學(xué);2012年

5 王海全;基于混合信號(hào)FPGA的全數(shù)字化埋弧焊逆變電源控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];山東大學(xué);2012年

6 徐鵬飛;脈沖MIG焊機(jī)的數(shù)字化控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[D];山東大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：829594