基于焊机输入电信号评定CO2焊的稳定性

摘要

二氧化碳保护焊具有高效节能，低氢抗锈，低成本，易于实现自动化等优点，已广泛应用于工业生产中，然而，在实际焊接过程中，常常由于焊接过程不稳定，获得力学性能较差的焊接接头。因此，为了避免不良焊接接头在日常生产中的应用，焊接过程稳定性评价方面的研究尤为重要。
　　近些年，研究者基于焊接电信号提出了一些评价短路过渡稳定性的有效方法，然而它们多局限于焊机的输出端，对于焊机输入电信号却很少涉及。输入端作为焊接过程能量的来源，输入电信号特征必与焊接过程变化存在一定的关联关系。另外，输入电信号特征评判焊接过程的稳定性不仅能拓宽焊接工艺评定的手段，而且有利于相关稳定性评定系统的集成化和模块化。故而，以输入电信号评定过渡过程稳定性具有较大的理论意义和应用价值。
　　搭建了CO2焊输入功率的试验测量平台，介绍了瞬时输入功率的相关算法。通过分析将输出电流和输入脉动能量确定为输出和输入的研究对象，探究了二者在不同过渡形式下的关联关系，结果表明二者具有一致的变化规律。
　　设计由输入脉动能量和输出电流计算短路过渡频率的算法，探究不同送丝速度、给定电压和焊丝伸出长度下输入输出短路频率计算结果的关系，并利用相关系数检验二者的紧密程度，结果表明由输入输出计算的短路频率相差不大，并且具有很强的相关性，证明了输入端计算的短路过渡频率可以作为短路过渡稳定性评价的标准。
　　分别计算短路和自由过渡（大滴和射滴过渡）形式下的输入功率脉动能量和输出电流变异系数，研究二者随焊接参数变化的相关关系，同时利用相关系数检验它们的紧密程度，研究表明输入功率脉动能量变异系数和输出电流变异系数具有一致的变化规律，并且相关系很强，证明了输入功率脉动能量变异系数可以评价不同过渡形式下的焊接稳定性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 本课题的研究背景及问题的提出

1．2 国内外评价CO2稳定性的研究现状

1．2．1 简单参数法

1．2．2 综合参数法

1．2．3 图像法

1．2．4 频谱法

1．2．5 存在的问题

1．4 国内外对焊机输入端电信号的研究现状

1．4．1 功率因数测量

1．4．2 谐波抑制和功率因数校正方法

1．5 本课题研究方向的优势和研究内容

1．5．1 本课题研究方向的优势

1．5．2 本文主要内容

第二章 试验平台和工艺

2．1 试验平台

2．1．1 数据采集卡

2．1．2 CHV系列电压传感器

2．1．3 电流传感器

2．1．4 焊机

2．1．5 Matlab软件

2．1．6 LabVIEW软件

2．2 试验平台数据采集的验证

2．3 试验工艺的设计

2．4 本章小结

第三章 输入输出电信号的内在联系

3．1 瞬时输入功率的计算方法

3．2 脉动能量与输出电信号的关系

3．2．1 短路过渡下输入输出的关系

3．2．2 自由过渡下输入输出的关系

3．3 本章小结

第四章 输入输出信号的稳定性评价对比分析

4．1 短路过渡形式下的频率计算

4．1．1 不同送丝速度下的短路过渡频率结果对比

4．1．2 不同给定电压下的短路过渡频率对比

4．1．3 不同焊丝伸出长度下的短路过渡频率对比

4．2 不同过渡形式下的变异系数计算

4．2．1 不同送丝速度下的短路过渡变异系数计算

4．2．2 不同给定电压下的短路过渡变异系数计算

4．2．3 不同焊丝伸出长度下的短路过渡变异系数计算

4．2．4 给定电压37V下的变异系数计算

4．2．5 给定电压39．5V下的变异系数对比

4．2．6 短路过渡和自由过渡电信号变异系数的对比

4．3 输入端电信号特征对焊接过程稳定性的评价准确性分析

4．4 本章小结

第五章 结论和展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢