铝合金双脉冲MIG焊热输入控制及焊缝组织性能研究
发布时间：2021-11-29 02:44
轻量化、强韧化、精密化是当今制造业的发展趋势,传统的钢铁材料已逐渐被各种综合性能更为优良的以铝合金为代表的新型轻质材料所取代。在铝合金焊接方面,双脉冲熔化极气保焊通过选择适当低频频率对高频频率进行调制,具有细化晶粒、降低热量输入、焊接参数调节范围大等优点。论文以铝合金双脉冲MIG焊热输入控制为基础,重点研究了脉冲电流模糊PID参数自整定控制算法和电弧弧长电流电压双闭环控制算法,基于“定距标定+泰勒插值”算法,建立了双脉冲MIG焊自学习专家数据库,探究了电流波形参数和低频频率对双脉冲MIG焊的热输入与焊缝组织性能影响。论文主要工作成果如下:（1）研究电流波形的模糊PID参数自整定控制算法,实现双脉冲MIG焊电流波形的自适应控制;探索铝合金脉冲焊电弧弧长的电流电压双闭环控制算法,提高了电流波形的抗干扰能力和调控准确性,为双脉冲MIG电流波形调控和焊接热输入控制奠定坚实基础。论文进行了铝合金弧焊电源系统的Simulink建模与仿真;在电流波形微观控制方面,采用模糊PID参数自整定控制算法,实现双脉冲MIG焊电流波形的自适应控制;探索铝合金脉冲焊电弧弧长的电流电压双闭环控制算法,仿真和验证结果...
【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】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
激光-电弧复合焊示意图
第一章 绪 论5图1-4 搅拌摩擦焊示意图[22]Fig.1-4 The schematic diagram of friction stir welding(5) 冷金属过渡焊图1-5 冷金属过渡焊示意图[36]：(a) 电流与电压、送丝速度；(b) 高速摄影结果Fig.1-5 The schematic diagram of CMT: (a) current, voltage and wire feed speed; (b) metal transfercaptured by high-speed video冷金属过渡焊通过机械辅助和精密的波形调制可以得到电弧热输入的精确控制，完成各种铝合金薄板的精确焊接。冷金属过渡焊的工作原理如图1-5所示。图1-5(a)是焊接电流与焊接电压、送丝速度的关系图，图1-5(b)是图1-5(a)的冷金属过渡焊高速摄影结果。图1-5的时间点1处于短路过渡的缩颈阶段，焊接电压为0V，几乎没有电弧，焊丝往后回抽；时间点2处于熔滴脱落、电弧重燃的阶段，电弧电压快速从0V上升，焊丝回抽处于最大速度；时间点3所处阶段的焊接电流和焊接电压最大，电弧明亮，焊丝逐渐停止回抽；时间点4所处阶段
Fig.1-4 The schematic diagram of friction stir welding(5) 冷金属过渡焊图1-5 冷金属过渡焊示意图[36]：(a) 电流与电压、送丝速度；(b) 高速摄影结果Fig.1-5 The schematic diagram of CMT: (a) current, voltage and wire feed speed; (b) metal transfercaptured by high-speed video冷金属过渡焊通过机械辅助和精密的波形调制可以得到电弧热输入的精确控制，完成各种铝合金薄板的精确焊接。冷金属过渡焊的工作原理如图1-5所示。图1-5(a)是焊接电流与焊接电压、送丝速度的关系图，图1-5(b)是图1-5(a)的冷金属过渡焊高速摄影结果。图1-5的时间点1处于短路过渡的缩颈阶段，焊接电压为0V，几乎没有电弧，焊丝往后回抽；时间点2处于熔滴脱落、电弧重燃的阶段，电弧电压快速从0V上升，焊丝回抽处于最大速度；时间点3所处阶段的焊接电流和焊接电压最大，电弧明亮，焊丝逐渐停止回抽；时间点4所处阶段
【参考文献】：
期刊论文
[1]创新 智造 开创焊接新时代——记第二十三届北京·埃森焊接与切割展览会[J]. 张维官,王颖. 金属加工(热加工). 2018(07)
[2]基于改进全局滑模的GMAW系统电流与弧长控制[J]. 李银锋,佃松宜. 焊接学报. 2018(06)
[3]基于快速原型开发平台的铝合金脉冲MIG焊弧长控制[J]. 顾玉芬,王勇佳,樊佳伟,张刚,石玗. 电焊机. 2018(02)
[4]基于脉冲激光GMAW熔滴尺寸与过渡频率的控制[J]. 马正住,朱加雷,周灿丰,李卫强. 焊接学报. 2017(05)
[5]Influence of shielding gas on the mechanical and metallurgical properties of DP-GMA-welded 5083-H321 aluminum alloy[J]. Amin Reza Koushki,Massoud Goodarzi,Moslem Paidar. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2016(12)
[6]焊接数字化技术及其在航空制造业中的应用[J]. 魏艳红,余枫怡,占小红. 航空制造技术. 2016(11)
[7]DP-GMAW工艺参数与焊缝尺寸关系研究[J]. 李晓娜. 现代焊接. 2016(01)
[8]焊接电流对双脉冲MIG焊铝合金T型接头形貌和显微组织的影响（英文）[J]. 易杰,曹淑芬,李落星,郭鹏程,刘开勇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(10)
[9]智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J]. 周济. 中国机械工程. 2015(17)
[10]铝合金脉冲MIG焊接熔滴过渡行为的声发射信号时频域表征[J]. 罗怡,谢小健,朱洋,万瑞,胡绍裘. 焊接学报. 2015(04)
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]高低频脉冲耦合振荡对铝合金DP-GMAW焊缝成形的影响机制研究[D]. 刘安华.上海交通大学 2014
[3]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
[4]铝合金脉冲MIG机器人焊接智能控制系统研究[D]. 石玗.兰州理工大学 2005
硕士论文
[1]铝合金车身结构件双脉冲MIG焊模拟仿真及工艺优化[D]. 曹淑芬.湖南大学 2014
[2]焊接参数及结构对6061铝合金TIG及FSSW接头组织与力学性能影响[D]. 彭东.重庆大学 2013
本文编号：3525680
【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】：162 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
激光-电弧复合焊示意图
第一章 绪 论5图1-4 搅拌摩擦焊示意图[22]Fig.1-4 The schematic diagram of friction stir welding(5) 冷金属过渡焊图1-5 冷金属过渡焊示意图[36]：(a) 电流与电压、送丝速度；(b) 高速摄影结果Fig.1-5 The schematic diagram of CMT: (a) current, voltage and wire feed speed; (b) metal transfercaptured by high-speed video冷金属过渡焊通过机械辅助和精密的波形调制可以得到电弧热输入的精确控制，完成各种铝合金薄板的精确焊接。冷金属过渡焊的工作原理如图1-5所示。图1-5(a)是焊接电流与焊接电压、送丝速度的关系图，图1-5(b)是图1-5(a)的冷金属过渡焊高速摄影结果。图1-5的时间点1处于短路过渡的缩颈阶段，焊接电压为0V，几乎没有电弧，焊丝往后回抽；时间点2处于熔滴脱落、电弧重燃的阶段，电弧电压快速从0V上升，焊丝回抽处于最大速度；时间点3所处阶段的焊接电流和焊接电压最大，电弧明亮，焊丝逐渐停止回抽；时间点4所处阶段
Fig.1-4 The schematic diagram of friction stir welding(5) 冷金属过渡焊图1-5 冷金属过渡焊示意图[36]：(a) 电流与电压、送丝速度；(b) 高速摄影结果Fig.1-5 The schematic diagram of CMT: (a) current, voltage and wire feed speed; (b) metal transfercaptured by high-speed video冷金属过渡焊通过机械辅助和精密的波形调制可以得到电弧热输入的精确控制，完成各种铝合金薄板的精确焊接。冷金属过渡焊的工作原理如图1-5所示。图1-5(a)是焊接电流与焊接电压、送丝速度的关系图，图1-5(b)是图1-5(a)的冷金属过渡焊高速摄影结果。图1-5的时间点1处于短路过渡的缩颈阶段，焊接电压为0V，几乎没有电弧，焊丝往后回抽；时间点2处于熔滴脱落、电弧重燃的阶段，电弧电压快速从0V上升，焊丝回抽处于最大速度；时间点3所处阶段的焊接电流和焊接电压最大，电弧明亮，焊丝逐渐停止回抽；时间点4所处阶段
【参考文献】：
期刊论文
[1]创新 智造 开创焊接新时代——记第二十三届北京·埃森焊接与切割展览会[J]. 张维官,王颖. 金属加工(热加工). 2018(07)
[2]基于改进全局滑模的GMAW系统电流与弧长控制[J]. 李银锋,佃松宜. 焊接学报. 2018(06)
[3]基于快速原型开发平台的铝合金脉冲MIG焊弧长控制[J]. 顾玉芬,王勇佳,樊佳伟,张刚,石玗. 电焊机. 2018(02)
[4]基于脉冲激光GMAW熔滴尺寸与过渡频率的控制[J]. 马正住,朱加雷,周灿丰,李卫强. 焊接学报. 2017(05)
[5]Influence of shielding gas on the mechanical and metallurgical properties of DP-GMA-welded 5083-H321 aluminum alloy[J]. Amin Reza Koushki,Massoud Goodarzi,Moslem Paidar. International Journal of Minerals Metallurgy and Materials. 2016(12)
[6]焊接数字化技术及其在航空制造业中的应用[J]. 魏艳红,余枫怡,占小红. 航空制造技术. 2016(11)
[7]DP-GMAW工艺参数与焊缝尺寸关系研究[J]. 李晓娜. 现代焊接. 2016(01)
[8]焊接电流对双脉冲MIG焊铝合金T型接头形貌和显微组织的影响（英文）[J]. 易杰,曹淑芬,李落星,郭鹏程,刘开勇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(10)
[9]智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J]. 周济. 中国机械工程. 2015(17)
[10]铝合金脉冲MIG焊接熔滴过渡行为的声发射信号时频域表征[J]. 罗怡,谢小健,朱洋,万瑞,胡绍裘. 焊接学报. 2015(04)
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]高低频脉冲耦合振荡对铝合金DP-GMAW焊缝成形的影响机制研究[D]. 刘安华.上海交通大学 2014
[3]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
[4]铝合金脉冲MIG机器人焊接智能控制系统研究[D]. 石玗.兰州理工大学 2005
硕士论文
[1]铝合金车身结构件双脉冲MIG焊模拟仿真及工艺优化[D]. 曹淑芬.湖南大学 2014
[2]焊接参数及结构对6061铝合金TIG及FSSW接头组织与力学性能影响[D]. 彭东.重庆大学 2013
本文编号：3525680
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