一种新型热丝TIG复合焊接装置的研制

发布时间：2017-09-06 02:16

  本文关键词：一种新型热丝TIG复合焊接装置的研制

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【摘要】：TIG(钨极惰性气体保护焊)焊接由于采用惰性气体保护,电弧燃烧稳定,焊缝质量优异,是高端工业部门焊接制件和精密零部件首选的焊接工艺方法。但TIG焊由于电极的载流能力有限,电弧功率受到限制,熔敷速度低。热丝TIG焊以其优异的特性,受到了国内外广大焊接人士的关注。本文是在综合国内外关于热丝TIG弧焊电源的研究现状和发展趋势的基础上,设计了一台新型的全数字交流脉冲焊接设备。焊接电源的主电路部分通过两次逆变实现交流输出,一次逆变采用IGBT全桥拓扑结构,二次逆变采用IGBT推挽拓扑结构。本文通过整体框架设计,对焊接电源的主电路拓扑结构进行相应的分析,并对相关电子器件进行了选型。通过控制电路硬件以及软件的设计,实现了焊接电源的全数字控制,包括一次逆变控制、二次逆变控制、驱动电路设计、反馈电路设计、过流保护电路设计、人机交互系统设计、送丝系统设计以及数字PID控制设计。在完成主电路、控制电路以及软件设计的前提下,对一次逆变、二次逆变、RCD吸收网络、焊接电源外特性、送丝系统等环节进行了相关参数优化。计算并验证了二次逆变主回路中双胞电感的漏感量,建立了二次逆变主回路中双胞电感的耦合模型并对其进行了计算验证;进行了一定的工艺实验,实验确定了交流热丝电源的最佳脉冲频率为200Hz;得出了送丝速度与热丝电流的匹配关系。当交流脉冲电源电流为100A时,送丝速度在2.3~5.4m/min时可以满足设计要求;当交流脉冲电源电流为150A时,送丝速度在5.4~8.8m/min时可以满足设计要求。
【关键词】：交流 热丝TIG 数字化 弧焊电源 控制 工艺试验
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG43
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本文编号：801570