相位可控脉冲式等离子-MIG复合焊研究

摘要

目前工艺高效化已经成为焊接技术的重要发展方向之一，而等离子-MIG焊作为其中一种高效化焊接技术具有热输入量小、焊接速率快、熔深大、生产效率高、飞溅量小等优点，并且在国外取得了一定的应用，在国内也有相关报道，但其相关应用基础研究工作并未有效开展，可资利用的参考文献鲜有报道。根据国内外的相关研究现状，本课题提出了一种新型等离子-MIG焊工艺方法即相位可控脉冲式等离子-MIG焊，并根据控制要求设计了直流脉冲相位控制器。
　　本课题利用单片机技术、电子技术设计并研制了直流脉冲相位控制器。该控制器以单片机为核心，采用编码器、数码管作为人机交互界面，可以同时输出两路基值、峰值、占空比、频率、相位差可调的脉冲信号。一方面通过脉冲电弧力对焊接熔池进行有规则的震荡，细化晶粒；另一方面通过直流脉冲相位差的调节，改善两种不同电弧的耦合关系，提高复合电弧的稳定性。
　　在相位可控脉冲式等离子-MIG复合焊实验过程中，采用记忆示波器检测并采集复合焊的焊接电流波形图像。并且，为了有效分析脉冲电流的相位关系对复合电弧和熔滴过渡的影响，采用了高速摄像仪对焊接电弧图像进行同步采集。
　　在焊接过程中进行了验证性实验和工艺性实验，证明了脉冲相位控制器的功能性、可靠性；以及通过对脉冲特征参数即脉冲相位差、脉冲频率、占空比的调节，进行了相位可控脉冲式等离子-MIG复合焊的工艺研究分析，优化了焊接参数。总之，脉冲式等离子-MIG复合焊的脉冲电弧利用相位控制器控制方法新颖。控制器的操作简便、观察直观，能够可靠运行，满足实验要求。本课题的研究对相位可控脉冲式等离子-MIG复合焊机的研制具有指导意义。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

第1章 绪论

1.1课题研究的背景及来源

1.2国内外等离子-MIG复合焊的发展现状

1.3等离子-MIG焊原理

1.4等离子-MIG焊的分类和特点

1.5本课题研究目的、方案和原理、可行性分析及创新性

1.6本课题的主要研究内容

第2章 直流脉冲相位控制器

2.1脉冲相位控制器的概述

2.2控制器原理及功能

2.3脉冲相位控制器硬件

2.4脉冲相位控制器软件部分

2.5脉冲相位控制器软硬件的实现

本章小结

第3章 实验设备及连接

3.1脉冲等离子-MIG复合焊实验原理

3.2脉冲等离子-MIG复合焊实验设备及其连接方法

3.3实验条件

本章小结

第4章 脉冲等离子-MIG复合焊实验及分析

4.1脉冲相位控制器功能性验证实验

4.2脉冲等离子-MIG复合焊工艺实验

本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的论文