基于Logistic回归脉冲MIG熔滴过渡判断模型及焊接过程评估

摘要

GMAW-P焊是一种焊接电流周期性变化的熔化极气体保护焊。GMAW-P通过控制脉冲峰值电流大小和峰值电流时间，有效控制脉冲能量，使脉冲MIG 焊具有在很大的电流范围内获得射滴过渡，轴向性好，飞溅小，适于全位置焊接，焊缝成形美观的优点；GMAW-P熔滴过渡一般有一脉一滴，一脉多滴，多脉一滴三种过渡形式，而一脉一滴以熔滴大小均匀，过渡很有规则，方向性强以及飞溅少等优点为最理想的过渡形式；焊接过程是否稳定直接影响着焊接质量，由于GMAW-P控制参数众多，最优化的脉冲参数可保持焊接过程稳定从而提高焊接质量，因此对脉冲MIG 焊接电源的研究，对熔滴过渡的研究和焊接过程稳定性的研究具有很大的实际意义。 论文建立了基于DSP的数字化脉冲MIG 焊接电源系统。系统采用高性能的TMS320F240为核心，配以集成度高的专用芯片进行控制，使系统具有很高的控制精度，同时基值电流和峰值电流控制期间的稳态精度高。同时可以通过改变软件，对脉冲电流波形进行控制。 论文建立了基于Logistic 回归熔滴过渡判断的数学模型，经过严密的数学运算和推导最终选取脉冲下降沿电压Ud，基值电流Ib，和电压变化率ΔU1(dt=0.667ms)作为模型的自变量，以每一周期内熔滴成功过渡的概率Pi为因变量，Pi=e125.012-3.130Ud-1.211Ib+2.851ΔU11+e125.012-3.130Ud-1.211Ib+2.851ΔU1，以C=0.85 作为熔滴过渡的判断阀值，试验验证对每一周期内熔滴过渡的预测准确率92.9％，对熔滴未过渡的预测准确率为93.3％，该模型为实施GMAW-P熔滴过渡精确控制开辟了新的方向论文建立了基于LabVIEW的GMAW-P焊接过程稳定性评估系统，该系统包括焊接过程中的短路评估参数：DLYZ，DLQX和熄弧评估参数XHPL,XHQX以及脉冲能量评估参数PR和脉冲参数波动的评估参数S.Etp S.EIp S.Etb和S.EIb，经试验验证该系统能快速准确评估焊接过程是否稳定，判定是否有短路熄弧等不稳定情况发生，依据评估结果优化脉冲参数的配置，从而提高焊接质量。