数字化双丝焊接电源控制及工艺优化研究

发布时间：2017-11-29 04:00

  本文关键词：数字化双丝焊接电源控制及工艺优化研究

  更多相关文章： 双丝脉冲焊接 数字化 相位控制 自适应 正弦调制

【摘要】：双丝焊接工艺相对于单丝焊接能够大大提升工作效率,是目前焊接领域研究的一大热点。随着数字信号控制器(DSC)以及高频IGBT的引入使得双丝焊接电源设备的控制更加方便灵活,双丝焊接工艺更加丰富。通过查阅相关文献资料对双丝焊接的国内外现状进行了梳理和归纳。从双丝焊接效率和速度,双丝输出外特性,双丝相位关系,两丝电弧间干扰,双丝熔滴过渡特点,双丝电源设备的国内外差距等方面进行了综合分析,并确立了本文以双丝电源电路设计、控制算法以及双丝波控技术为主要研究类容。所设计的双丝焊接电源将两路独立逆变主电路集中于同一机箱内,并采用统一的控制核心使得两丝电源之间具有优越的协同输出能力。将双丝焊接电源设备分为主控制底板、送丝机驱动板、IGBT模块驱动板、以及全桥软开关逆变主电路拓扑四个部分,并针对各个电路模块信号流向和工作原理进行详细的分析和参数设计。所设计的双丝焊接电源设备各个电路模块运行稳定,各模块之间信号传递可靠。针对双丝焊接控制软件和算法进行了研究和优化设计。利用结构体和指针对程序进行了模块化处理,提出并研究了双丝相位控制程序。根据逆变电源的控制特点设计并研究了积分参数自适应控制算法,该算法能够通过对焊接电流脉冲的检测自动调整并获得合适的脉冲控制积分参数,通过焊接实验验证了该算法的有效性。针对I-I输出特性下双丝焊接的输出波形,研究并实现了双丝双正弦电流脉冲焊接波形控制软件。实际的焊接波形输出测试表明该控制方法能够获得预期的双丝双正弦电流脉冲波形,并可灵活调节波形正弦参数。在说明了双丝焊接系统的设备组成后,采用控制变量法研究探索了双丝双正弦电流脉冲焊接波形基值振幅、峰值振幅、正弦频率、以及正弦反相位对焊接过程稳定性和焊缝成型的影响。实验表明峰值振幅△Ip=50A,基值振幅△Ib=40A,正弦正负半周脉冲个数比为16:16时焊接效果最好,且正弦反相位焊接效果比正弦同相位效果好。采用该双丝双正弦电流脉冲波形进行了高速焊接实验,在1.2m/min,1.5min/min和2m/min的焊接速度下取得了良好的焊缝成型。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG43

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本文编号：1236078