基于单片机控制的窄间隙熔化极气体保护焊

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1、摘要鬯对窄间隙熔化极气体保护焊‘GMAw—NG’的两大技术难点——坡口侧壁熔透的问题及焊缝跟踪的问题，作者设计了基于单片机控制的步进电机驱动的焊丝弯曲机构和焊缝跟踪装置，创新性地提出了焊丝弯曲、和焊缝跟踪机构的设计思想，阐述了它们的工作原理鞋焊丝弯曲机构中，通过单片机可在一定范围内设置和调节焊丝摆动幅度、摆动速度以、及两端停留时间，折弯出符合设计要求的波状焊丝，实现了电弧摆动参数的可调节，提高了电弧摆动的可靠性和灵活性。在焊缝跟踪系统中，作者利用角位移电位器作传感器将导电嘴的位置偏差信号转化为检测电压信号，通过单片机控制步进电机，反向调整焊炬

2、的位置，达到焊炬对中的目的。实际焊接试验表明：作者研制的两种机构完成了设计要求，给出了解决GMAw—NG焊接两大技术难点的结构新颖的技术方案，对窄、间隙焊接在我国的推广应用具有较高的应用价值。关键词：窄间隙焊接；单片机；角位移传感器；摆动机构；焊缝跟踪ABSTRACTTherearetwotechnologyproblemsinNarrowGapGas．ShieldedMetalArcWelding(GMAW-NG)．Oneisfullpenetrationofthetwosidesofjointandanotherisweldtrack．T

3、heauthordesignedawirebendingdevicedrivenbystepmotorandaweldtrackingsystembothbasedonanadvancedmicrocomputercontr01．Theirprinciplewerediscussedinthepaper．Thewirebendingdevicedesignedbyauthorisainnovationinthestructure．Theoscillatingamplitude，oscillatingspeedofwirebendingdevi

4、ceandthestayedtimeofarcintwosidesofgroovecanbeadjustedbyamicrocomputer．Itiseasytoproducewavingwireandtosatisfydifferentweldingconditions．ItcanrealizetheadjustabilityofarcoscillationparameterandimprovethereliabilityandadaptabilityofGMAW-NGTheweldtrackingsystemmaytransformasm

5、allerlinedisplacementtovoltagesignalthroughtwoangledisplacementsensorsandthenmoveweldingtorchpositiontomiddleofweldseamthroughstepmotorcontrolledbymicrocomputerinthereversedirection．Theexperimentresultsprovethatthewirebendingdeviceandweldtrackingsystemhavemetdemandsofweldin

6、g．ItisaninnovativewaytosolvethetwodifficultproblemsforGMAW-NG．ItisvaluableinpromotingapplicationofNGWinOHrcountⅣ’Keywords：GMAW-NG,Bendingdevice，Weldtracking，Microcomputercontrol，Angledisplacementsensor基于单片机控制的窄间隙熔化极气体保护焊1．1窄间隙焊接的发展第一章前言窄间隙焊接(NarrowGapWelding)方法是一种对接接头焊前不开坡口

7、或只开小角度坡口，留有窄而深的间隙，采用气体保护焊或埋弧焊的多层焊完成整条环缝的高效率焊接法。1963年12月，在“铁时代”发表了由美国巴特尔(Battelle)研究所开发的窄间隙焊接方法。此后，各国都很关注这种先进的焊接方法，并开展了大量的试验研究工作。1966年日本发表了采用中3．2mm焊丝和较大电流的窄间隙熔化极气体保护焊焊接锅炉及其管接头的应用实例。约从1975年起，窄间隙焊接在日本及欧美等工业发达国家逐步得到推广和应用。目前，在日本及欧美工业发达国家的锅炉压力容器、重型机械、建筑桥梁、海洋结构、船舶及大型高压管道等领域，窄间隙焊接技

8、术的应用已相当普遍。窄间隙焊接的应用情况在某种意义上反映了一个国家的工业发展水平。在我国，哈尔滨焊接研究所林尚杨院士主持开发研制的双丝窄间隙埋弧焊设备也成功地运用于