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co2焊熔池附近区域图像灰度值与工艺参数的关系研究

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热加工工艺 2017年第13期46卷 221-224页

作者：刘晓刚黄诗刘天元覃科广西科技大学机械工程学院广西柳州545000 桂林航天工业学院机械工程学院广西桂林541000

co_2焊在熔滴短路过渡过程中熔池附近区域的金属飞溅、光照强度变化剧烈,严重影响焊缝特征提取的实时性和可靠性。采用正交试验法和改进的BP神经网络,建立了焊接工艺参数与co_2焊熔池附近区域图像灰度值的映射关系。结果表明:BP神经网... 详细信息

co_2焊在熔滴短路过渡过程中熔池附近区域的金属飞溅、光照强度变化剧烈,严重影响焊缝特征提取的实时性和可靠性。采用正交试验法和改进的BP神经网络,建立了焊接工艺参数与co_2焊熔池附近区域图像灰度值的映射关系。结果表明:BP神经网络模型的训练结果与试验结果的误差很小,满足精度要求。该模型能很好地反映熔池附近区域图像灰度值与焊接工艺参数的关系。

关键词： co2焊附加动量法自适应学习速率法 BP网络

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co2焊实芯焊丝发展概况及生产技术现状

焊接技术 1990年第1期19卷 34-36页

作者：李琼娥株洲电焊条厂

一、co_2焊实芯焊丝发展概况国外气体保护焊技术于四十年代末、五十年代初开始发展,六十年代才在工业上较广泛应用。近十多年来,实芯焊丝的生产在工业发达国家内均已专业化、标准化和系列化。

关键词： co2焊焊丝焊接材料

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co2焊逆变电源的自适应模糊控制系统研究

CO2焊逆变电源的自适应模糊控制系统研究

作者：张可平南昌航空大学

学位级别：硕士

co2焊因具有高效、节能、成本低等特点已被广泛应用于生产实践中,但其存在飞溅大、焊缝成形差等缺点,当焊接速度提高到0.5m/min以上时,这两大问题变得更加突出,阻碍了其高速、优质等特点的发挥。针对这一问题,本文根据熔滴过渡的特点,... 详细信息

co2焊因具有高效、节能、成本低等特点已被广泛应用于生产实践中,但其存在飞溅大、焊缝成形差等缺点,当焊接速度提高到0.5m/min以上时,这两大问题变得更加突出,阻碍了其高速、优质等特点的发挥。针对这一问题,本文根据熔滴过渡的特点,提出了在短路阶段采用双斜率控制,在燃弧阶段采用双恒功率控制的波形控制方案;以dsPIC30F6010芯片为控制核心,设计了一套co2焊逆变电源波形控制系统,并进行实验研究。本文以IGBT为功率开关器件,主电路采用全桥逆变有限双极性的控制方式,利用DSP芯片内部的PWM模块生成四路PWM波形,激励IGBT使其导通,通过调节逆变器的占空比控制逆变电源的动特性。系统采用自适应模糊PI控制器实现短路阶段电流闭环控制,燃弧阶段功率反馈控制。采用MATLAB软件对控制系统进行仿真研究,并引进遗传算法对自适应模糊PI控制器参数进行优化,使系统处于最优的控制状态。文中详细介绍了驱动电路、保护电路等外围电路的设计,并采用模块化编程,编写了焊接主程序、短路/燃弧子程序、自适应模糊PI控制子程序、A/D采样子程序以及各初始化子程序等。对焊机进行脱机和联机调试,调试结果表明:设计的波形控制系统实现了逆变电源恒功率外特性输出,达到了设计要求。搭建实验平台,在短路阶段都采用双斜率控制,在燃弧阶段分别采用恒压控制和恒功率控制进行实验。结合焊缝成形,采用汉诺威质量分析仪以及MATLAB软件对电信号在焊接稳定性及电弧能量两方面进行统计,分析两种控制方式对焊接过程稳定性和焊缝成形质量的影响。实验结果表明:在焊接速度为0.8m/min时,由于逆变电源的输出电感较小,采用恒压控制,焊缝成形与焊接稳定性均不是很理想。而采用功率反馈可以有效的提高输出能量的稳定性,提高了过渡周期的均匀性和焊缝成形质量。

关键词： co2焊波形控制模糊控制遗传算法 DSP

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基于DSP的高速co2焊波控系统的研究

基于DSP的高速CO2焊波控系统的研究

作者：汪有韬南昌航空大学

学位级别：硕士

普通co2焊的焊接速度为0.3～0.5m/min,当焊接速度进一步提高时焊接稳定性变差,焊缝成形差,出现焊道咬边和“驼峰”焊道等缺陷。针对这一问题,设计了一种电流波控模型,利用波控逆变电源可控参数多、响应速度快的特点,分段控制熔滴过渡过... 详细信息

普通co2焊的焊接速度为0.3～0.5m/min,当焊接速度进一步提高时焊接稳定性变差,焊缝成形差,出现焊道咬边和“驼峰”焊道等缺陷。针对这一问题,设计了一种电流波控模型,利用波控逆变电源可控参数多、响应速度快的特点,分段控制熔滴过渡过程,解决高速co2焊接过程中焊缝成形差的问题。详细介绍了波控系统控制电路的设计。电源主电路采用IGBT全桥式逆变电路,控制电路以dsPIC30F6010芯片为核心,实现对逆变电源能量输出的快速和精确控制。控制芯片输出四路相互独立的PWM波形,经驱动电路功率放大后触发IGBT,控制电源功率输出。控制电路包括:A/D采样电路、电弧电压及焊接电流反馈电路、时序控制电路、短路/燃弧标志判断电路、PWM DAC电路和等速送丝电路等。通过对短路过渡特点的分析,提出了适合于中薄板高速焊的电流波形控制方法。对co2焊接过程中短路阶段和燃弧阶段采用不同控制策略,控制熔滴过渡过程中输入的能量,有针对性地解决高速co2焊接过程中飞溅大及焊缝成形差的问题。基于该波控方法,设计了焊接过程各初始化程序、引弧程序、燃弧阶段控制程序、短路阶段控制程序、收弧程序和故障中断保护程序等。对研制的波控系统进行测试和试焊,并采用汉诺威焊接质量分析仪及MATLAB软件对熔滴过渡过程进行分析。实验结果表明,波控系统设计合理,运行可靠,能实现对熔滴过渡过程的分段控制,焊缝成形良好。

关键词：高速焊 co2焊短路过渡电流波形控制 DSP

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基于DSP的co2焊信息采集与处理

基于DSP的CO2焊信息采集与处理

作者：付青俊南昌大学

学位级别：硕士

传统上，焊接质量是通过稳定焊接工艺参数和焊后检验来保证的。但是，由于焊接过程存在大量随机影响因素，因此，仅仅通过稳定工艺参数无法完全避免焊接缺陷的产生。此外，焊后检验作为质量保证体系虽必不可少，但其不具实时性，不能及... 详细信息

传统上，焊接质量是通过稳定焊接工艺参数和焊后检验来保证的。但是，由于焊接过程存在大量随机影响因素，因此，仅仅通过稳定工艺参数无法完全避免焊接缺陷的产生。此外，焊后检验作为质量保证体系虽必不可少，但其不具实时性，不能及时发现焊接缺陷。随着对电弧认识的不断深入和现代测试技术的逐步发展，从作为各种电弧物理现象信息载体的电弧电压，以及焊接电流信号中提取与焊接过程质量相关的特征信息，便可实现对质量的自动评估。因此，本论文对短路过渡过程质量评估系统进行了研究。在本文中，首先建立了以数字信号处理器(TMS230LF2407)为核心的数据采集分析系统。其利用DSP快速运算的特点，在DSP内实现焊接电信号的快速处理。在实时采集焊接过程的电压和电流的基础上，采用统计分析方法，从电弧电压和焊接电流信号数据中，提取幅值域和时域的多个个统计参数，如电流和电压的概率密度分布、燃弧时间和短路时间的频数分布等，作为焊接质量的评估依据。其次，在Delphi环境下，实现了DSP和PC机之间的数据通信。此外，还开发了质量分析界面，界面可以显示数据、动态波形、电流和电压的概率密度分布、燃弧时间，以及短路时间的频数分布曲线。通过对曲线和波形的观测，可以基本判断焊接过程的稳定性。最后，通过对co弧焊的大量试验，研究了信号特征及其与co弧焊过程的相关性;进一步分析了co焊短路过渡形式下的各种焊接规范的特征参数，对不同焊接速度、焊穿、不同电感、不同干伸长，以及颗粒过渡情况下的各种特征参数，进行了详细分析;进一步探讨co焊信号与焊接质量的对应关系;初步分析得出结论：电流、电压信号波形，以及特征参数与焊接质量密切相关，其可用于co焊接质量的在线监控。从信号分析角度丰富对焊接过程的认识，为焊接过程的在线监测和质量评估莫定基础。

关键词： co2焊 DSP 数据采集统计分析特征参数质量评估

Q345R钢co2焊的焊接工艺评定及其焊接接头数值模拟研究

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Q345R钢CO2焊的焊接工艺评定及其焊接接头数值模拟研究

作者：马蒙蒙天津理工大学

学位级别：硕士

焊接是压力容器制造的主要连接方式,失效分析结果表明,众多事故的发生都与压力容器壳体质量薄弱的焊接接头相关。因此,焊接接头的安全性评定是十分重要的,而焊接工艺参数、道次和顺序是影响焊接接头质量的关键因素。鉴于此,本文针对压... 详细信息

焊接是压力容器制造的主要连接方式,失效分析结果表明,众多事故的发生都与压力容器壳体质量薄弱的焊接接头相关。因此,焊接接头的安全性评定是十分重要的,而焊接工艺参数、道次和顺序是影响焊接接头质量的关键因素。鉴于此,本文针对压力容器用Q345R钢,一方面,采用相关试验设备对实芯和药芯co焊的焊接接头力学性能、显微组织及硬度进行测试分析,进而开展焊接工艺评定,为生产实践提供焊接参考;另一方面,采用相关软件模拟co焊的焊接接头的温度、残余应力和应变,为实际焊接参数的优化提供理论依据。同时,企业调研及文献查阅发现,目前有很多关于线能量改变对焊接接头影响的研究,而基于焊接线能量恒定,研究不同焊接速度对焊接接头的影响很少。鉴于此,为进一步提高数值模拟在生产中的适用性,本论文研究了co单道次焊的双椭球热源尺寸参数(熔宽、熔深和前、后半球熔长)对熔池的影响以及四种焊接顺序对不同长度焊缝的应力及变形影响。研究结果表明:1.26 mm厚Q345R钢实芯和药芯co焊的两种焊接接头工艺评定:1)宏观观察、X射线探伤检查和显微组织及硬度测试分析:两个焊缝成型良好,药芯co焊的焊缝更均匀、美观、有光泽和不易生锈;两个焊缝射线检查均合格;两个接头的显微组织均为铁素体和珠光体;两个接头的硬度呈相似的分布规律,均为熔合区硬度高,远离该区硬度迅速降低在190HV40HV。2)拉伸、弯曲、冲击力学性能试验测试分析:两种接头平均抗拉强度为578.1MPa和555.1MPa均比母材550MPa高,实芯co焊的焊接接头强度高,但其韧性较低。3)两种焊接接头均满足NBT47014-2011承压设备焊接工艺评定要求。2.Q345R钢co单道次焊热源参数的数值模拟研究可知:改变熔宽、熔深和前、后半球熔长参数会对焊缝熔池中心的温度、熔长、熔宽和熔深尺寸有一定的影响。3.Q345R钢co单道次焊不同焊接顺序的数值模拟研究可知:40000 mm长焊缝适合分段退焊法焊接;600000 mm长的焊缝适合跳焊法焊接;长焊缝即大于1000 mm的适用于对称焊法焊接;短焊缝即小于400 mm的适用于连续焊法焊接。4.26 mm厚Q345R钢两种焊接工艺的数值模拟对比分析表明:模拟的焊缝熔池形貌与实际焊缝熔池形貌结果相符;相同焊接接头区域的残余应力分布规律相似;焊后残余应力值受焊材影响,其中实芯焊丝的残余应力值较大且最大为465MPa。5.相同焊接线能量不同焊速的26 mm厚Q345R钢药芯co焊数值模拟对比分析表明:焊接线能量恒定条件下,随着焊接速度减小,焊件温度梯度和残余应力减小;结合焊接速度正交模拟试验中残余应力及应变大小、冷却时间t模拟结果和焊接效率可知,该模拟条件下,选择焊接速度为5 mm/s的药芯co焊效果最优。

关键词： Q345R钢 co2焊实芯焊丝药芯焊丝焊接工艺评定焊接速度数值模拟

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磁控co2焊短路过渡焊缝成形机理的研究

磁控CO2焊短路过渡焊缝成形机理的研究

作者：李军南昌航空大学

学位级别：硕士

电磁作用焊接技术是近年来日益完善起来的一种新型的焊接技术，应用领域也逐渐广泛。电弧是由带正、负电荷的离子和电子等组成的等离子体，具有磁场的可作用性、电准中性和导电性等特点，因此通过施加外加磁场可以控制焊接电弧的形态;... 详细信息

电磁作用焊接技术是近年来日益完善起来的一种新型的焊接技术，应用领域也逐渐广泛。电弧是由带正、负电荷的离子和电子等组成的等离子体，具有磁场的可作用性、电准中性和导电性等特点，因此通过施加外加磁场可以控制焊接电弧的形态;同时也对处在电弧当中的熔滴过渡过程产生影响;可以细化一次组织，减小偏析，改变晶粒的结晶方向，降低焊接残余应力，还能有效地提高焊缝的力学性能，降低裂纹、气孔等缺陷的敏感性。因此加入适当的磁场可以改善焊接接头的质量。基于此，本文对外加纵向磁场作用下的co焊进行了探究。以低碳钢Q235为试验对象，在不同焊接工艺参数下进行了外加纵向磁场的co焊接对比试验，改变外加纵向磁场的大小。本文借助于先进的弧焊过程高速视频动态监测手段，监测外加纵向磁场作用下co焊接电弧行为和熔滴短路过渡行为，借助于汉诺威焊接质量分析仪采集焊接电流和电弧电压实时值，研究了外加纵向磁场对电弧行为、对熔滴短路过渡频率和熔滴短路过渡形态的影响规律;探讨了外加纵向磁场作用焊缝成形的机理，为研究外加磁场作用co焊短路过渡机理提供了坚实的理论依据。试验结果表明，在一定的焊接规范下，外加纵向磁场对co焊短路过渡过程中的焊接电弧，熔滴过渡和焊缝成形有一定的影响;在本试验的焊接工艺参数下，当励磁电流为0A-0.5A时，电弧外形逐渐扩张，短路过渡频率呈增大趋势，当励磁电流为0.5A-1.5A时，电弧外形逐渐收缩，短路过渡频率逐渐减小;在外加纵向磁场的作用下，熔深先增大后减小，熔宽先增加后减小，余高略有增加后减小。在本试验的焊接工艺参数下，有一最佳磁场参数，即当励磁电流为0.5A时，电弧外观有明显地扩张且呈钟罩形，短路过渡频率最大，熔深最大，熔宽、余高适中，焊缝成形最佳。

关键词： co2焊纵向磁场短路过渡焊缝成形

半桥式IGBT250A逆变co2焊主电源的研究及应用

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半桥式IGBT250A逆变CO2焊主电源的研究及应用

作者：刘拥军重庆大学

学位级别：硕士

co气体保护焊由于其高效节能、成本低等优点应用越来越广泛,但其飞溅大、焊接成型差的问题一直没有得到根本解决,从而限制了其进一步推广和应用。另一方面,逆变焊接电源由于节能、体积小、重量轻等优点,已经成为焊接电源的主导产品之一... 详细信息

co气体保护焊由于其高效节能、成本低等优点应用越来越广泛,但其飞溅大、焊接成型差的问题一直没有得到根本解决,从而限制了其进一步推广和应用。另一方面,逆变焊接电源由于节能、体积小、重量轻等优点,已经成为焊接电源的主导产品之一。但与发达国家相比,目前我国在逆变焊机的研制和生产应用中还存在一定的差距。这种差距主要表现在焊接设备上,具体的说就是设备的可控性差,可靠性低;反应在工艺上就是熔滴过渡稳定性差,金属飞溅大,焊缝成形差。因此,研究IGBT 逆变co焊接电源具有十分重要的现实意义。论文首先介绍了IGBT 逆变co弧焊电源的发展历史、应用现状,并对研究方向进行了预测,即总的发展趋势是向着高效率化、大容量化、高频化、轻量化、模块化、智能化和降低IGBT 的功耗方向发展并以提高可靠性为核心。在分析成、渝两地各类工业企业的焊接电源应用现状的基础上,通过分析国内外焊接电源应用和发展现状的情况下提出了本研究课题。论文介绍了IGBT 逆变焊接电源系统的结构和组成,整台焊接电源包括电源主电路、控制电路和保护电路。在主电路中,对电源的各种电路形式进行了比较并最终选择半桥式逆变主电路,对IGBT 管的各种特性进行了详细的介绍;同时对输入整流滤波电路、IGBT 逆变电路、输出整流滤波电路和中频变压器等各个元件参数进行了详尽的参数设计和选用。控制电路基于SG3526 的PWM 控制技术,根据co焊接时所需的电源外特性要求以及主电路对驱动电路的要求,本文对驱动电路和外特性控制电路进行了设计,以满足co 焊接时对电源外特性、电源动特性等方面的需求。在保护电路中,本文提出了较为全面的过流、过压及过热等保护措施等方案。在确定器件并选定参数的基础上,本文还进行了主电路波形测试实验研究。实验表明,主电路设计结构合理,器件工作可靠,所选参数恰当,焊接输出波形良好,达到了预期设计的目的。

关键词： IGBT co2焊逆变电源 PWM 控制设计

co2焊在大型高炉钢结构厚板焊接中的应用及推广

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河北冶金 1998年第Z1期 199-202页

作者：严洪丽

采用ＣＯ２焊代替手工电弧焊及埋弧自动焊，经过工艺性能试验及实际操作后，认为ＣＯ２焊是可行的。

关键词： co2焊钢结构焊接工艺