高频脉冲熔化极气体保护焊设备研制及工艺研究

发布时间：2024-06-14 18:59

　　电弧焊工艺是一种成熟的焊接工艺手段,在热加工领域扮演者非常重要的角色,随着半导体技术的发展,焊接电源的性能也越来越好,这就为更多焊接工艺方法的实现提供了可能性。高频脉冲气体保护焊是一种利用高频电弧进行焊接的工艺手段,因为高频脉冲电弧存在的“高频效应”能够提高焊接过程稳定性,改善焊缝接头性能,所以这种工艺方法正在被很多学者所研究。随着现在的IGBT元件性能越来越好,开关状态切换的频率越来越快,所以高频脉冲焊接电源的发展也得到了进步。不过对于熔化极高频脉冲焊接工艺的研究目前还很少。本文研制了一套高频脉冲焊接电源,研究了叠加高频脉冲电流之后短路过渡焊接工艺的熔滴过渡周期、焊接平均电流、焊缝成形随叠加的脉冲频率的变化。本文搭建了高频脉冲焊接电源和高频脉冲焊接平台,可以实现输出频率1kHz至60kHz,幅值为10A至120A的高频脉冲电流的功能。高频脉冲焊接电源使用全桥式开关电源作为恒流输出电路,恒流输出电路后级接高频脉冲切换电路用来输出高频脉冲电流。通过功率器件计算选型和OrCAD电路仿真确定了高频脉冲焊接电源的主电路元件参数,并搭建了焊接电源,用TIG焊测量了无基值条件下焊接电源的输出,结果...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 高频脉冲焊接技术发展
    1.3 目前研究还未解决的问题
    1.4 课题研究内容及思路
        1.4.1 高频脉冲焊接电源及焊接平台
        1.4.2 高频脉冲短路过渡焊接工艺研究
        1.4.3 高频脉冲焊电弧力研究
第2章 高频脉冲焊接电源及焊接平台搭建
    2.1 高频脉冲焊接电源整体框图
    2.2 高频脉冲焊接电源硬件电路
        2.2.1 恒流输出电路
        2.2.2 高频切换电路
        2.2.3 有源缓冲电路
    2.3 功率器件参数及选型
        2.3.1 电源输出输入参数及基本结构
        2.3.2 功率器件选型
    2.4 电源硬件控制系统
        2.4.1 恒流输出电路硬件控制系统
        2.4.2 高频切换电路硬件控制系统
    2.5 电源软件控制系统
        2.5.1 恒流输出电路软件控制系统
        2.5.2 高频切换电路软件控制系统
    2.6 高频脉冲焊接电源的Or CAD仿真
        2.6.1 高频脉冲焊接电源主电路原理图绘制
        2.6.2 高频脉冲焊接电源仿真输出波形
    2.7 高频脉冲焊接实验平台
    2.8 高频脉冲焊接电源输出测试
    2.9 本章小结
第3章 高频脉冲短路过渡焊接工艺研究
    3.1 引言
    3.2 短路过渡叠加高频脉冲电流的方法
        3.2.1 高频脉冲电源响应性能调节
        3.2.2 高频脉冲短路过渡焊焊接波形
    3.3 试验过程及参数
    3.4 叠加高频脉冲电流对短路过渡周期的影响
        3.4.1 电弧力对熔滴过渡的影响
        3.4.2 MATLAB统计程序
        3.4.3 平均短路过渡周期对比
    3.5 叠加高频脉冲对焊接电流的影响
        3.5.1 电弧静特性
        3.5.2 平均焊接电流对比
    3.6 叠加高频脉冲对焊缝成形的影响
        3.6.1 影响焊缝成形的因素
        3.6.2 焊缝熔深对比
        3.6.3 焊缝熔宽对比
        3.6.4 焊缝深宽比对比
        3.6.5 焊缝余高对比
        3.6.6 焊缝横截面积对比
        3.6.7 试验结果总结
    3.7 本章小结
第4章 高频脉冲工艺电弧力研究
    4.1 引言
    4.2 电弧力组成
        4.2.1 电弧静压力
        4.2.2 电弧动压力
        4.2.3 其他电弧力
    4.3 电弧力实验平台及实验过程
        4.3.1 电弧力实验平台
        4.3.2 电弧力实验条件和实验参数
        4.3.3 电弧力实验过程
    4.4 电弧力测量实验数据
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间所发表的学术论文
致谢



本文编号：3994294