基于dsp的高速colt2gt焊波控系统的研究

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1、南昌航空大学硕士学位论文摘要基于DSP的高速CO2焊波控系统的研究摘要普通CO2焊的焊接速度为0.3~0.5m/min，当焊接速度进一步提高时焊接稳定性变差，焊缝成形差，出现焊道咬边和“驼峰”焊道等缺陷。针对这一问题，设计了一种电流波控模型，利用波控逆变电源可控参数多、响应速度快的特点，分段控制熔滴过渡过程，解决高速CO2焊接过程中焊缝成形差的问题。详细介绍了波控系统控制电路的设计。电源主电路采用IGBT全桥式逆变电路，控制电路以dsPIC30F6010芯片为核心，实现对逆变电源能量输出的快速和精确控制。控制芯片输出四路相互独立的PWM波形，经驱动电路功率放大后触发I

2、GBT，控制电源功率输出。控制电路包括：A/D采样电路、电弧电压及焊接电流反馈电路、时序控制电路、短路/燃弧标志判断电路、PWMDAC电路和等速送丝电路等。通过对短路过渡特点的分析，提出了适合于中薄板高速焊的电流波形控制方法。对CO2焊接过程中短路阶段和燃弧阶段采用不同控制策略，控制熔滴过渡过程中输入的能量，有针对性地解决高速CO2焊接过程中飞溅大及焊缝成形差的问题。基于该波控方法，设计了焊接过程各初始化程序、引弧程序、燃弧阶段控制程序、短路阶段控制程序、收弧程序和故障中断保护程序等。对研制的波控系统进行测试和试焊，并采用汉诺威焊接质量分析仪及MATLAB软件对熔滴过

3、渡过程进行分析。实验结果表明，波控系统设计合理，运行可靠，能实现对熔滴过渡过程的分段控制，焊缝成形良好。关键词：高速焊，CO2焊，短路过渡，电流波形控制，DSPⅠ南昌航空大学硕士学位论文ABSTRACTStudyonWave-controlSystemofHigh-speedCO2ArcWeldingBasedonDSPABSTRACTTheweldingspeedofnormalCO2arcweldingiswithin0.3~0.5m/min,whenitfurtherincreases,thestabilityofweldingprocessandweldapp

4、earancebecomebad.Somedefectssuchasundercutand“humpedbead”mayappearintheweld.Inordertosettlethedefectsinhigh-speedweldingprocess,acurrentwaveformcontrolmethodwasdesignedbycontrollingenergyofmetaltransfer,whichtakesadvantagesofthecharacteristicsofwaveformcontrolinverterpowersourcethatmore

5、parameterscanbecontrolledandresponseisquick.ThedesignofthecurrentwaveformcontrolsystemforCO2arcweldingwasintroducedinthispaper.Themaincircuitisconsistoffull-bridgeinverterwithIGBT,andthecontrolcircuitisbasedonthedigitalsignalcontrollerdsPIC30F6010,whichcancontroltheinverterpowersourceac

6、curatelyandquickly.ThechipgivesfourindependentpulseswhichdriveIGBTtocontrolpoweroutput.ThecontrolsystemisconsistofA/Dsamplecircuit,weldingcurrentandarcvoltagefeedbackcircuit,schedulingcircuit,judge-signcircuitforshortorarc,PWMDACcircuitandwirefeedcircuit.Throughanalyzingtheshortcircuiti

7、ngtransferprocessofCO2arcwelding,awaveformcontrolmethodwhichwasfitforhigh-speedweldingmiddlesheetmetalwasputforward.Thecontrolprocesswasdividedintoshortcircuitingperiodandarcperiodwhichwerecontrolledseparately.Themethodcansolvethequestionswhichincludebigsplashandbadweldappearan