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脉冲铝合金正弦波调制脉冲MIG焊电流波形制约与专家系统

收藏本文 2024-03-14 点赞:7753 浏览:23270 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:迅猛进展的现代信息技术,推动数字化弧焊电源的制约系统越来越智能化,这是弧焊电源不断进展的必定走势。由于现代焊接条件的不断复杂化和焊接工艺历程制约的进展进步,人们对焊机的制约功能及其专家数据库系统的要求也不断提升,特别是诸如铝合金类难焊材料的广泛运用,对焊机的制约性能要求更高、更特殊。论文基于DSP和ARM数字化制约的电源设计思路,针对越来越广泛运用的铝合金类轻质材料难焊的特点,提出了正弦波调制脉冲MIG焊的新型电流波形制约策略,并据此研发铝合金的焊接历程制约及专家数据库系统,以而建立新型的智能化弧焊电源以满足轻质难焊材料更高更特殊的需求。论文提出了新型的正弦波调制脉冲MIG焊的电流波形参数设计原理,系统地建立了具有普适性的正弦波调制脉冲焊参数计算的数学模型,使得焊接能量输入可有效地精确调控、脉冲变化过渡平稳,焊接历程稳定可靠。利用正弦波形所具有的无限阶导数连续性、永恒周期性、制约参数少等特点,为新型正弦波调制脉冲MIG焊历程中的参数精确匹配、一元化及其最优化等奠定了论述基础。试验选择纯铝板试件进行平板堆焊,结果表明:焊接历程中电流瞬时波形稳定清晰,相应的电压与焊接能量的瞬时波形均很稳定,U-I图重复性好,其边缘线族清晰、分布集中,说明焊接历程稳定性好,获得了美观优质的鱼鳞纹焊缝。基于铝合金类轻质材料焊接的低能量输入等难点的要求,论文建立了正弦波调制脉冲MIG焊铝制约参数联系式,可实现焊接能量有效精确调节,试验验证了所建立的正弦波调制脉冲制约参数联系式的正确性和实用性,且易于获得稳定的高质量鱼鳞纹焊缝。试验表明:联系式中疏密系数m的数值范围在2~3时,正弦波调制脉冲焊接具有参数匹配范围宽,受焊接外部环境因素影响小等优点,为正弦波调制脉冲MIG焊历程的参数一元化开发奠定了论述基础。论文建立了正弦波调制脉冲MIG焊铝正弦振幅参数的简化联系式,试验验证了所建参数简化联系式的正确性,且易于稳定获得理想的鱼鳞纹焊缝。该简化联系式中振幅系数k的取值范围在[15.0%,23.1%]时,正弦波调制脉冲MIG焊参数值匹配区间宽、要求低,稳定工作点区域大,受外部环境干扰小。针对铝合金焊接稳定性、制约参数优化与鲁棒性等不足,特别是其薄板极易焊穿等难点,论文通过引入降能系数k t以及正弦波电流振幅系数kAI与时间振幅系数kAt等,分别建立了可以通用的单脉冲与对称正弦波调制脉冲MIG焊参数联系式,通过1mm薄板铝合金焊接试验验证了其可行性,经试验比较证实了正弦波调制脉冲MIG焊参数取值范围宽、鲁棒性好、易于操控并能稳定地获得理想的鱼鳞纹焊缝。论文进一步引入时间振幅系数k At、电流振幅系数k AI和降能系数kt,以及强脉冲群降能系数k tq、弱脉冲群降能系数k tr和电流增强系数kI等,建立了非对称正弦波调制脉冲MIG焊和的双脉冲MIG焊的通用参数联系式,对1mm薄板铝合金进行了焊接试验,验证了其可行性。试验比较表明:双脉冲MIG焊策略可以参照非对称正弦波调制脉冲MIG焊策略选定参数,但后者更具优势。经统一归纳,论文通过引入能量系数k t、振幅系数kA以及正弦波负半周中脉冲个数n,同时引入最大脉冲平均电流I a概念及最小焊接电流即维弧电流Im,建立了可以通用的正弦波调制脉冲MIG焊参数的数学模型,采取正交试验对其参数取值进行优化匹配,建立了基于数学建模的铝合金正弦波调制脉冲MIG焊专家数据库系统。通过铝合金焊接试验验证了正弦波调制脉冲MIG焊参数取值范围宽、鲁棒性好、易于操控等特点。为研发高性能数字化焊接设备及其专家数据库提供了新的论述和试验基础。关键词:正弦波调制论文脉冲MIG焊论文铝合金论文专家数据库论文参数优化制约论文

    摘要5-7

    Abstract7-10

    目录10-14

    第一章 绪论14-41

    1.1 脉冲MIG焊工作原理及特点14-15

    1.2 脉冲MIG焊电源的国内外探讨近况与进展15-19

    1.3 脉冲MIG焊铝电源关键技术探讨近况及有着不足19-38

    1.3.1 双脉冲熔化极气体保护焊19-20

    1.3.2 脉冲MIG焊波形制约的基本方式20-24

    1.3.3 熔滴过渡制约24-25

    1.3.4 脉冲MIG焊焊丝熔化机理的国内外探讨近况25-26

    1.3.5 弧压制约26-33

    1.3.6 脉冲 MIG 焊制约算法的国内外探讨近况33-35

    1.3.7 参数一元化和专家系统35-36

    1.3.8 铝合金焊接工艺36-38

    1.4 本论文的探讨目的和作用38

    1.5 论文的主要探讨内容38-41

    第二章 新型正弦波调制脉冲MIG焊接策略41-52

    2.1 正弦波调制脉冲MIG焊原理41-46

    2.1.1 基于DSP的正弦波调制脉冲MIG焊电源41-42

    2.1.2 正弦波制约脉冲峰值和基值42-44

    2.1.3 正弦波调制脉冲MIG焊参数设计44-46

    2.2 工艺试验结果及浅析46-51

    2.2.1 工艺试验结果46-47

    2.2.2 试验结果浅析47-51

    2.3 本章小结51-52

    第三章 正弦波调制脉冲MIG焊铝制约参数探讨52-65

    3.1 正弦波调制脉冲MIG焊铝参数设定52-57

    3.1.1 正弦波调制脉冲制约参数设定条件与作用53-54

    3.1.2 正弦波调制脉冲MIG焊铝制约参数设定54-57

    3.2 试验和结果浅析57-64

    3.2.1 试验案例设计57

    3.2.2 试验结果与浅析57-64

    3.3 本章小结64-65

    第四章 正弦波脉冲MIG焊铝正弦振幅参数调控探讨65-80

    4.1 正弦波脉冲MIG焊铝参数设定65-70

    4.1.1 调制脉冲电流峰值和基值的正弦波及其振幅65-66

    4.1.2 正弦波脉冲MIG焊铝制约参数设定66-70

    4.1.2.1 正弦波脉冲MIG焊铝制约参数设定条件浅析67-68

    4.1.2.2 正弦波脉冲MIG焊铝制约参数设定68-70

    4.2 试验与结果浅析70-78

    4.2.1 试验案例设计70

    4.2.2 试验结果与浅析70-78

    4.3 本章小结78-80

    第五章 铝合金薄板正弦波与单脉冲MIG焊比较探讨80-93

    5.1 单脉冲MIG焊铝合金薄板80-82

    5.1.1 铝合金薄板的单脉冲MIG焊策略80

    5.1.2 铝合金薄板的单脉冲MIG焊特点80-82

    5.2 正弦波调制脉冲MIG焊铝合金薄板82-85

    5.2.1 铝合金薄板的正弦波调制脉冲MIG焊策略82

    5.2.2 铝合金薄板的正弦波调制脉冲MIG焊特点82-85

    5.3 工艺试验与浅析85-91

    5.3.1 单脉冲MIG焊接 1mm铝合金薄板试验85-88

    5.3.1.1 单脉冲MIG焊试验参数设定与试验结果85-88

    5.3.1.2 试验结果浅析88

    5.3.2 对称正弦波调制脉冲MIG焊 1mm铝合金薄板试验88-91

    5.3.2.1 对称正弦波调制脉冲MIG焊参数设定与试验结果88-90

    5.3.2.2 试验结果浅析90-91

    5.4 正弦波与单脉冲MIG焊比较浅析91-92

    5.5 本章小结92-93

    第六章 正弦波与双脉冲MIG焊铝合金薄板比较探讨93-108

    6.1 非对称正弦波调制脉冲MIG焊铝合金薄板93-97

    6.1.1 铝合金薄板的非对称正弦波调制脉冲MIG焊策略93

    6.1.2 非对称正弦波调制脉冲MIG焊铝合金薄板93-97

    6.2 双脉冲MIG焊铝合金薄板97-100

    6.2.1 铝合金薄板的双脉冲MIG焊接策略97-98

    6.2.2 铝合金薄板的双脉冲MIG焊特点98-100

    6.3 工艺试验与浅析100-106

    6.3.1 非对称正弦波调制脉冲MIG焊 1mm铝合金薄板试验100-103

    6.3.1.1 非对称正弦波调制脉冲MIG焊试验参数设定与试验结果100-103

    6.3.1.2 试验结果浅析103

    6.3.2 双脉冲MIG焊 1mm铝合金薄板试验103-106

    6.3.2.1 双脉冲MIG焊试验参数设定与试验结果103-106

    6.3.2.2 试验结果浅析106

    6.4 正弦波与双脉冲MIG焊比较浅析106-107

    6.5 本章小结107-108

    第七章 正弦波脉冲MIG焊铝优化制约及专家数据库探讨108-152

    7.1 PID制约参数的整定和优化108-121

    7.1.1 数字PID制约基础108-109

    7.1.2 增量式数字PID程序制约算法109-110

    7.1.3 基于MCU和硬件驱动的PID制约参数设计和优化110-117

    7.1.4 自适应模糊PID制约策略117-119

    7.1.5 基于MATLAB和DSP的模糊PID自整定算法和仿真119-121

    7.2 特殊电流起弧与滤波降压制约121-124

    7.2.1 特殊电流起弧制约121-123

    7.2.2 滤波降压制约123-124

    7.3 脉冲MIG焊一脉一滴熔滴过渡临界电流的标定124-126

    7.3.1 脉冲MIG焊的熔滴过渡124-125

    7.3.2 一脉一滴临界电流的标定125-126

    7.4 正弦波脉冲MIG弧焊历程的软件设计126-136

    7.4.1 系统流程的制约设计126-127

    7.4.2 正弦波脉冲MIG焊的历程制约思想127-130

    7.4.3 面板及通信程序设计130-136

    7.4.3.1 CPLD逻辑设计130-132

    7.4.3.2 ARM程序设计132-134

    7.4.3.3 通信协议设计134-136

    7.5 正弦波调制脉冲MIG焊铝专家数据库设计136-150

    7.5.1 确定正弦波调制脉冲基本参数136-137

    7.5.1.1 确定维弧电流136-137

    7.5.1.2 确定峰值脉冲基本参数137

    7.5.1.3 确定脉冲平均电流137

    7.5.2 确定正弦波调制脉冲基本参数137-142

    7.5.2.1 正弦波调制脉冲MIG焊参数设定137-139

    7.5.2.2 正弦波调制脉冲MIG焊参数数学建模139-142

    7.5.3 试验与浅析142-150

    7.5.3.1 试验平台142

    7.5.3.2 试验测试设备142-143

    7.5.3.3 试验基本条件143

    7.5.3.4 试验影响因素的水平选定与试验结果143-146

    7.5.3.5 试验结果浅析146-150

    7.6 本章小结150-152

    结论152-155

    一、主要探讨成果和结论152-154

    二、进一步探讨工作的设想154-155

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