文档介绍：摘要
基于 DSP 控制的铝合金脉冲焊接电源及电弧形态研究
摘要
熔化极脉冲氩弧焊具有低的热输入量、生产率高、易实现自动化的特
点,比较适合铝合金的焊接。铝合金的脉冲 MIG 焊不仅扩大了焊接电流范
围,而且使电弧稳定性提高,可以适应多种焊接场合。近年来,铝合金的
P-MIG 焊接工艺在工业化生产过程中已经得到了广泛的运用。但是由于铝的
独特性能,在焊接应用中依然存在着一些问题,脉冲焊接工艺复杂,控制
方式也比较复杂,如何有效地控制各类电信号,得到一个合适的脉冲波形
是目前来说研究的一个问题之一。本文采用 DSP 控制技术设计了铝合金
P-MIG 全数字控制系统,获得了一致性好的脉冲电流波形和稳定的焊接过
程。不同的基值电流、峰值电流、峰值时间等参数还可以手动调节,对于
脉冲电流波形控制,实现了对脉冲上升斜率和下降斜率的独立调节。
焊接电弧的特性对焊缝的力学性能、微观组织、几何形态以及组织都
有着重要影响。对于脉冲焊接来说工艺参数很多,工艺参数之间相互影响,
对电弧的影响又不一样,而且铝合金对工参数的变化比起钢来说更为敏感,
所以对工艺参数的合理选择至关重要。在众多脉冲参数中,峰值电流、基
值电流和峰值时间是铝合金 P-MIG 焊接过程中极其重要的参数。针对这一
问题,本文通过对铝镁合金进行 P-MIG 焊接,调节不同的脉冲参数,主要
研究了在相同平均电流、平均电压工作条件下,不同峰值电流、基值电流、
峰值时间对电弧形态的影响规律。通过高速摄影采集系统进行采集,可以
比较完整地拍摄到清晰电弧形态和电弧变化过程。结果表明,电弧长度、
电弧宽度和电弧光亮区面积随着峰值电流增加而增加,基值电流是维持电
I
摘要
弧燃烧的参数,峰值时间对电弧弧长没有影响,却显著影响电弧面积。
随着电源输出波形控制技术日益成熟,本研究通过调节脉冲上升和下
降斜率,改变电流的输出波形,从而研究了脉冲波形的变化对电弧形态和
电弧挺度的影响。脉冲斜率变化导致脉冲时间过程中脉冲能量的变化,脉
冲能量的变化影响着电弧形态的变化。同时通过调节脉冲上升和下降斜率,
实现脉冲焊接电弧挺度硬软规范的调节。采用软规范焊接时电弧燃烧面积
大,熔深熔宽较大,而硬规范焊接电弧比较集中,但是熔深熔宽较小。
关键词:铝合金脉冲参数电流波形电弧
II
Abstract
Study on Aluminum Alloy P-MIG Welding Power and Arc Shape Based On
DSP Control
ABSTRACT
Pulse-MIG welding with low heat input, high productivity, easy automation
features is more suitable for aluminum welding. Pulsed MIG welding of
aluminum alloy not only expands the scope of the welding current, but also
improves the stability of arc, and can adapt to a variety of welding occasions. In
recent years, the aluminum P-MIG welding technology has been widely used in
the manufacture process. However, due to the special properties of aluminum,
there are still some problems in welding applications. Pulse welding technology
plicated and control technology is also plicated. How to control
the various types of signals effectively and how to get a suitable current pulse
wave have e very important. In this paper, we designed the aluminum
alloy P-MIG digital control system based on DSP control technol