铝合金双脉冲MIG焊电源系统及焊接热输入控制研究
发布时间：2021-01-19 17:29
在航空航天、轨道交通和汽车制造等领域的发展趋势是实现轻量化制造,铝合金因其比强度高和耐腐蚀等特点是满足此类需求的最佳工程材料。由于铝合金材料导热率、易氧化以及对输入能量敏感性高等原因,在实际焊接过程中如果输入能量控制不合适则容易导致铝合金初期熔合不良、后期塌陷和焊穿等焊接缺陷。因此,双脉冲MIG焊接可调参数多,可以灵活匹配工艺参数合理的控制输入能量,为铝合金的稳定焊接和获取高质量焊缝提供可靠支持。论文重点研究了双脉冲MIG焊接电源硬件电路仿真优化、DSP数字控制、自适应神经网络智能和专家数据库系统。在此基础上,将双脉冲焊热输入控制和焊缝内在质量与机械性能相结合,并通过电流样本熵定量评定,探索热输入对对铝合金焊接接头性能的影响规律,为铝合金双脉冲MIG焊热输入控制提供新的思路和方法,对铝合金焊接具有重要的意义。论文主要工作成果如下:（1）将自适应神经网络前馈控制和PID控制相结合,提出了双脉冲MIG焊电流波形的自适应神经网络前馈PID控制方法,基于e修正法对系统波形进行抗干扰处理,提高波形的准确性,为双脉冲波形控制和焊接工艺过程稳定性奠定了坚实的基础。论文采用模块化方法设计弧焊电源的硬件...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表与略缩词
第一章 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 论文研究内容的国内外研究进展
1.2.1 铝合金双脉冲MIG焊技术概述
1.2.2 双脉冲电流调制与焊接过程热输入控制
1.2.3 双脉冲焊接智能控制与焊缝质量评定
1.3 论文研究主要内容与章节安排
第二章 双脉冲MIG焊数字化电源硬件系统研究
2.1 引言
2.2 双脉冲MIG焊主电路设计与分析
2.2.1 双脉冲MIG焊电源整机系统框架设计
2.2.2 主电路有限双极性控制模式分析
2.3 双脉冲焊电流控制系统电路设计与分析
2.3.1 双脉冲焊电源DSP数字化控制模式
2.3.2 数字PID控制参数优化
2.3.3 关键控制电路设计分析
2.4 双脉冲数字化焊接电源Wi Fi联网通讯
2.4.1 WiFi通讯协议与硬件模块
2.4.2 数字化焊机WiFi组网与人机界面
2.4.3 上位机监控软件
2.5 本章小结
第三章 铝合金双脉冲焊电路仿真及一脉一滴电流控制
3.1 引言
3.2 双脉冲MIG焊电路仿真分析
3.2.1 主电路仿真模型
3.2.2 控制电路仿真模型
3.2.3 整体电路仿真验证
3.3 铝合金双脉冲MIG焊电源特性及一脉一滴电流控制
3.3.1 铝合金双脉冲MIG焊电源特性
3.3.2 热脉冲起弧与数字式收弧电流控制
3.3.3 铝合金双脉冲焊一脉一滴电流控制
3.4 本章小结
第四章 双脉冲焊自适应神经网络前馈控制及专家数据库
4.1 引言
4.2 双脉冲MIG焊过程与电流波形控制
4.2.1 双脉冲MIG焊工艺控制软件
4.2.2 双脉冲MIG焊电流波形控制
4.3 双脉冲MIG焊电流自适应神经网络前馈控制
4.3.1 前馈控制与人工神经网络控制
4.3.2 自适应神经网络前馈控制系统
4.4 建立双脉冲MIG焊专家数据库
4.4.1 双脉冲焊工艺一元化参数调节专家数据库
4.4.2 基于局部牛顿插值法和大步距标定的专家数据库
4.5 本章小结
第五章 铝合金双脉冲焊接热输入影响因素及稳定性评定
5.1 引言
5.2 双脉冲MIG焊变频模式工艺试验
5.2.1 变频参数设计与结果分析
5.2.2 低频调制频率优化实验与结果分析
5.3 不同调制方法的双脉冲MIG焊稳定性对比分析
5.4 铝合金双脉冲MIG焊低热输入工艺试验
5.5 双脉冲MIG焊焊缝质量的电流样本熵定量分析
5.5.1 电流样本熵评定系统
5.5.2 评定结果与分析
5.6 本章小结
第六章 双脉冲MIG焊热输入对铝合金焊缝接头性能影响
6.1 引言
6.2 矩形波调制双脉冲MIG焊热输入对铝合金焊缝质量影响
6.2.1 铝合金双脉冲MIG焊热输入参数设计
6.2.2 铝合金双脉冲MIG焊电流波形与焊缝形貌分析
6.3 梯形波调制双脉冲MIG焊热输入对铝合金焊缝质量影响
6.3.1 焊接电流与接头形貌分析
6.3.2 焊接接头机械性能分析
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金薄板脉冲MIG焊低热输入工艺[J]. 徐敏,薛家祥,黄雯锦. 焊接学报. 2017(06)
[2]电压近似熵-SVM铝合金双丝PMIG焊过程稳定性评价[J]. 周晓晓,王克鸿,杨嘉佳,黄勇,周芷兰. 焊接学报. 2017(03)
[3]焊后热处理对AA7075铝合金DP-MIG焊接接头组织及力学性能的影响[J]. 刘长军,刘政军,阮祥钢,何偲倬,苏允海. 焊接学报. 2016(10)
[4]2219铝合金变极性TIG焊熔透状态识别方法[J]. 刘亮,杨长祺,倪加明,陈华斌,陈小奇,陈善本. 上海交通大学学报. 2016(S1)
[5]基于电弧电压的铝合金脉冲MIG焊过程监测及稳定性分析[J]. 王梓懿,黄健康,何笑英,石玗,樊丁. 上海交通大学学报. 2016(S1)
[6]梅尔频率倒谱耦合神经网络的焊接缺陷检测[J]. 金晖,金传伟,刘俊勇,刘利民,刘念. 计算机工程与设计. 2016(07)
[7]铝薄板高速DP-GMAW焊接性能的研究[J]. 薛家祥,黄雯锦,徐敏. 焊接. 2016(05)
[8]脉冲MIG焊熔滴过渡及电流波形控制[J]. 朱强,薛家祥,徐敏,姚屏. 热加工工艺. 2016(07)
[9]脉冲MIG焊积分参数在线自适应控制算法[J]. 陈辉,薛家祥,恒功淳,王磊磊. 焊接学报. 2016(03)
[10]基于模糊自适应整定PID控制的脉冲MIG焊电源研究[J]. 孙伟城,李磊. 电子技术. 2016(01)
博士论文
[1]铝合金双脉冲MIG焊波形调制方法及工艺机理研究[D]. 廖天发.华南理工大学 2016
[2]激光-MIG双丝复合焊电弧行为及熔滴过渡研究[D]. 朱艳丽.天津大学 2014
[3]机器人双丝共熔池脉冲MAG高速焊及协同控制模式熔滴过渡行为研究[D]. 解生冕.华南理工大学 2012
[4]铝合金正弦波调制脉冲MIG焊电流波形控制及专家系统研究[D]. 魏仲华.华南理工大学 2012
[5]一体化双丝弧焊电源智能控制策略与工艺性能评定方法[D]. 姚屏.华南理工大学 2012
[6]脉冲MIG焊电弧调节机理与控制优化研究[D]. 林放.华南理工大学 2011
[7]全数字脉冲逆变焊接电源控制策略与应用的研究[D]. 段彬.山东大学 2010
硕士论文
[1]数字化双丝焊接电源控制及工艺优化研究[D]. 恒功淳.华南理工大学 2016
[2]双丝GMAW电弧干扰及焊接工艺研究[D]. 张菁.上海交通大学 2015
[3]高速GMAW驼峰形成及双丝焊抑制机理研究[D]. 吴东升.上海交通大学 2015
[4]基于摆动电弧传感器的焊缝跟踪技术研究[D]. 吴金锋.北京化工大学 2012
[5]基于DSP的一体化双丝脉冲MIG弧焊逆变电源的研制[D]. 陈晓东.华南理工大学 2011
[6]激光焊接路径跟踪卡尔曼滤波预测算法研究[D]. 仲训杲.广东工业大学 2011
[7]铝合金焊接热裂纹敏感性高灵敏度检测技术研究[D]. 左跃.哈尔滨工业大学 2011
[8]智能弧焊电源的优化控制及其专家系统[D]. 黄文超.华南理工大学 2010
本文编号：2987406
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
主要符号表与略缩词
第一章 绪论
1.1 论文研究背景及意义
1.2 论文研究内容的国内外研究进展
1.2.1 铝合金双脉冲MIG焊技术概述
1.2.2 双脉冲电流调制与焊接过程热输入控制
1.2.3 双脉冲焊接智能控制与焊缝质量评定
1.3 论文研究主要内容与章节安排
第二章 双脉冲MIG焊数字化电源硬件系统研究
2.1 引言
2.2 双脉冲MIG焊主电路设计与分析
2.2.1 双脉冲MIG焊电源整机系统框架设计
2.2.2 主电路有限双极性控制模式分析
2.3 双脉冲焊电流控制系统电路设计与分析
2.3.1 双脉冲焊电源DSP数字化控制模式
2.3.2 数字PID控制参数优化
2.3.3 关键控制电路设计分析
2.4 双脉冲数字化焊接电源Wi Fi联网通讯
2.4.1 WiFi通讯协议与硬件模块
2.4.2 数字化焊机WiFi组网与人机界面
2.4.3 上位机监控软件
2.5 本章小结
第三章 铝合金双脉冲焊电路仿真及一脉一滴电流控制
3.1 引言
3.2 双脉冲MIG焊电路仿真分析
3.2.1 主电路仿真模型
3.2.2 控制电路仿真模型
3.2.3 整体电路仿真验证
3.3 铝合金双脉冲MIG焊电源特性及一脉一滴电流控制
3.3.1 铝合金双脉冲MIG焊电源特性
3.3.2 热脉冲起弧与数字式收弧电流控制
3.3.3 铝合金双脉冲焊一脉一滴电流控制
3.4 本章小结
第四章 双脉冲焊自适应神经网络前馈控制及专家数据库
4.1 引言
4.2 双脉冲MIG焊过程与电流波形控制
4.2.1 双脉冲MIG焊工艺控制软件
4.2.2 双脉冲MIG焊电流波形控制
4.3 双脉冲MIG焊电流自适应神经网络前馈控制
4.3.1 前馈控制与人工神经网络控制
4.3.2 自适应神经网络前馈控制系统
4.4 建立双脉冲MIG焊专家数据库
4.4.1 双脉冲焊工艺一元化参数调节专家数据库
4.4.2 基于局部牛顿插值法和大步距标定的专家数据库
4.5 本章小结
第五章 铝合金双脉冲焊接热输入影响因素及稳定性评定
5.1 引言
5.2 双脉冲MIG焊变频模式工艺试验
5.2.1 变频参数设计与结果分析
5.2.2 低频调制频率优化实验与结果分析
5.3 不同调制方法的双脉冲MIG焊稳定性对比分析
5.4 铝合金双脉冲MIG焊低热输入工艺试验
5.5 双脉冲MIG焊焊缝质量的电流样本熵定量分析
5.5.1 电流样本熵评定系统
5.5.2 评定结果与分析
5.6 本章小结
第六章 双脉冲MIG焊热输入对铝合金焊缝接头性能影响
6.1 引言
6.2 矩形波调制双脉冲MIG焊热输入对铝合金焊缝质量影响
6.2.1 铝合金双脉冲MIG焊热输入参数设计
6.2.2 铝合金双脉冲MIG焊电流波形与焊缝形貌分析
6.3 梯形波调制双脉冲MIG焊热输入对铝合金焊缝质量影响
6.3.1 焊接电流与接头形貌分析
6.3.2 焊接接头机械性能分析
6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金薄板脉冲MIG焊低热输入工艺[J]. 徐敏,薛家祥,黄雯锦. 焊接学报. 2017(06)
[2]电压近似熵-SVM铝合金双丝PMIG焊过程稳定性评价[J]. 周晓晓,王克鸿,杨嘉佳,黄勇,周芷兰. 焊接学报. 2017(03)
[3]焊后热处理对AA7075铝合金DP-MIG焊接接头组织及力学性能的影响[J]. 刘长军,刘政军,阮祥钢,何偲倬,苏允海. 焊接学报. 2016(10)
[4]2219铝合金变极性TIG焊熔透状态识别方法[J]. 刘亮,杨长祺,倪加明,陈华斌,陈小奇,陈善本. 上海交通大学学报. 2016(S1)
[5]基于电弧电压的铝合金脉冲MIG焊过程监测及稳定性分析[J]. 王梓懿,黄健康,何笑英,石玗,樊丁. 上海交通大学学报. 2016(S1)
[6]梅尔频率倒谱耦合神经网络的焊接缺陷检测[J]. 金晖,金传伟,刘俊勇,刘利民,刘念. 计算机工程与设计. 2016(07)
[7]铝薄板高速DP-GMAW焊接性能的研究[J]. 薛家祥,黄雯锦,徐敏. 焊接. 2016(05)
[8]脉冲MIG焊熔滴过渡及电流波形控制[J]. 朱强,薛家祥,徐敏,姚屏. 热加工工艺. 2016(07)
[9]脉冲MIG焊积分参数在线自适应控制算法[J]. 陈辉,薛家祥,恒功淳,王磊磊. 焊接学报. 2016(03)
[10]基于模糊自适应整定PID控制的脉冲MIG焊电源研究[J]. 孙伟城,李磊. 电子技术. 2016(01)
博士论文
[1]铝合金双脉冲MIG焊波形调制方法及工艺机理研究[D]. 廖天发.华南理工大学 2016
[2]激光-MIG双丝复合焊电弧行为及熔滴过渡研究[D]. 朱艳丽.天津大学 2014
[3]机器人双丝共熔池脉冲MAG高速焊及协同控制模式熔滴过渡行为研究[D]. 解生冕.华南理工大学 2012
[4]铝合金正弦波调制脉冲MIG焊电流波形控制及专家系统研究[D]. 魏仲华.华南理工大学 2012
[5]一体化双丝弧焊电源智能控制策略与工艺性能评定方法[D]. 姚屏.华南理工大学 2012
[6]脉冲MIG焊电弧调节机理与控制优化研究[D]. 林放.华南理工大学 2011
[7]全数字脉冲逆变焊接电源控制策略与应用的研究[D]. 段彬.山东大学 2010
硕士论文
[1]数字化双丝焊接电源控制及工艺优化研究[D]. 恒功淳.华南理工大学 2016
[2]双丝GMAW电弧干扰及焊接工艺研究[D]. 张菁.上海交通大学 2015
[3]高速GMAW驼峰形成及双丝焊抑制机理研究[D]. 吴东升.上海交通大学 2015
[4]基于摆动电弧传感器的焊缝跟踪技术研究[D]. 吴金锋.北京化工大学 2012
[5]基于DSP的一体化双丝脉冲MIG弧焊逆变电源的研制[D]. 陈晓东.华南理工大学 2011
[6]激光焊接路径跟踪卡尔曼滤波预测算法研究[D]. 仲训杲.广东工业大学 2011
[7]铝合金焊接热裂纹敏感性高灵敏度检测技术研究[D]. 左跃.哈尔滨工业大学 2011
[8]智能弧焊电源的优化控制及其专家系统[D]. 黄文超.华南理工大学 2010
本文编号：2987406
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/2987406.html
