双熔化极旁路耦合电弧gmaw焊接控制系统研究

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1、硕士学位论文摘要常规的熔化极气体保护焊(GMAW)是一种高质量的焊接方法，但随着现代焊接技术的不断进步，大幅度提高焊接质量和焊接生产率成为当前制造业对焊接技术提出的迫切要求。在这种背景下，本文提出了一种新型焊接方法一双熔化极旁路耦合电弧GMAW(doubleelectrodegasmetalcouplingarcwelding，DE-GMAW)。这种焊接方法是将两个MIG焊枪相组合，其焊接电弧由两个电弧耦合而成，通过旁路电弧的分流作用，使得流经母材的电流减小，在保证了熔敷率的同时，减小了作用于母材的热输入。本

2、文首先通过焊接工艺试验研究了两焊枪间夹角，焊接速度，送丝速度等参数间的匹配，通过焊接试验证明在开环情况下焊接过程极不稳定且焊接飞溅大。在此基础上，建立了基于实时目标快速原型的不同控制器，并在不同控制器下进行了焊接试验。结果表明，模糊控制器的控制效果优于PID控制器和九点控制器的控制效果。其次在模糊控制器下初步尝试了高速焊焊接试验，在现有焊接试验设备限制下，对4mm的普通碳钢进行焊接试验，当主路送丝速度25m／min，焊接总电流550A，焊接速度为1．5rn／min时，焊缝成形较好，没有出现驼峰焊道。最后，在实

3、际焊接工艺试验的基础上，建立了简化的非熔化极旁路耦合电弧GMAW和熔化极旁路耦合电弧GMAW焊接系统的模型，并进行了仿真试验。仿真试验与实际焊接试验结果相符，且在一定程度上对实际焊接试验有一定的指导意义。双熔化极旁路耦合电弧GMAW对焊接电源的要求较低，采用常规焊接电源即可。所以，它是一种低成本的焊接方法，在高效焊接方面将具有很好的应用前景。关键词：DE．GMAW；快速原型；PID；模糊控制；九点控制；高速焊接；建模仿真双熔化级旁路电弧焊接控制系统研究AbstractConventionalGMAWweldi

4、ngisahighqualitymethod．Withthedevelopmentofmodernadvancesinweldingtechnology，toimprovetheweldingqualityandweldingmanufacturingproductivityhasbecometheanurgentrequirement．Inresponsetothisweakness．anovelprocess，referredtoasDouble—ElectrodeGasMetalCouplingArcW

5、eldingorDE．GMAWhasbeenproposedinthispaper．TheweldingmodelcontainstwoMIGtorch，anditsarcisthecouplingoftwoarcs．Itispossibletoensurethedepositionratewhilethebasemetalcurrentcanbereduced，becausetheincreasedpartofthemeltingcurrentwouldbebypassedbyaddingabypassto

6、rch．Inthebeginning，thepassagestudiedtheanglebetweenthetwotorches，weldingspeed，WirefeedspeedandSOon，whicharematchedwitheachother．Accordingtotheweldingexperiment．itwasshowedtheinstabilityofweldingprocessandthebigweldingspatterinopen—loop．Inthecase，arapidproto

7、typingcontrolsystemaboutxpcreal．timetargetwasdesignedtocontroltheweldingprocesswithvariouscontrolmethod．Theresultshowsthat，controllingeffectoffuzzycontrollerisbetterthanPIDcontrollerandnine-pointcontroller．Second，basedontheconstraintoftheequipment，thehigh-s

8、peedweldingwiththefuzzycontrollerbeenattempted．forexperimentofordinarycarbonsteelwiththethicknessof4mm．themainGMAWtorchwirefeedwas25m／min，theweldingtotalcurrentwas550A，andweldingspeedwas1．5m／min，itcanf