脉冲埋弧焊过程的动态仿真及实验验证

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1、中文摘要脉冲埋弧焊是生产中应用比较有效的焊接工艺方法之一，但其可调参数众多的问题～直未能很好地解决，这限制了它的普及和应用，此外焊接工艺参数的相互关系也是很复杂的，为了确定最佳工艺参数、提高焊接质量，需要做大量的、重复性的试验，这将导致材料、能源及人力的极大消耗。因而需要建立一种实用、合理的仿真模型，用来预测焊接工艺参数以获得最佳的焊接工艺性能。本文在对脉冲埋弧焊过程的机理进行了深入的研究后，在其它焊接方法仿真研究成果的基础上，利用MATLAB／SIMULINK系统仿真工具分别对变速送丝及等速送丝调节系统脉冲埋弧焊过程、变速送丝调节系统脉冲氩弧焊过程进行了动态仿真

2、，建立了主电路仿真模型、电弧负载系统仿真模型及弧长变化系统仿真模型，并在此基础上形成了系统的整体仿真模型。本文还分析了脉冲参数(脉冲频率、脉宽比、峰值电流(压)、基值电流(压)>对仿真波形的影响，结果证明，脉冲参数对仿真波形的影响是很大的，在脉冲埋弧焊中利用仿真模型来调节脉冲参数以控制电弧电压、焊接电流在一定的范围之内是可行的，而在实际焊接生产中，焊接过程的稳定性、焊接生产率、焊接质量是与电弧电压和焊接电流密切相关的，由此证明了所建仿真模型的实用性。将实验结果与仿真结果进行比较，两者的一致性很好，进一步证明了仿真模型的合理性与实用性。因此所建立的计算机仿真模型对预

3、测焊接工艺参数有重要的指导作用，可以极大的缩短实验的周期，节省大量的材料、能源及人力。关键词：脉冲埋弧焊、SIMULINK、动态仿真、脉冲参数、仿真波形ABSTRACTPulsedsubmergedarcweldingisoueoftheweldingtechniqueswhichareappliedeffectivelyinproduction，buttheproblemofamultitudeofadjustableparametershasnotbeenthoroughlysolvedasyetandrestrainsgreatlyitspopulariza

4、tionandapplication．Moreovertherelationshipamongtheweldingprocessparametersisverycomplicated．Verylargerepeatedexperimentsarerequiredtodeterminetheoptimalweldingparameters，andthiswillcauseagreatconsumptionofmaterial，energyandmanpower．Therefore，itisnecessarytodesignamorepracticalandreaso

5、nablesimulationmodelforraisingpredictionaccuracyofweldingprocessparameterstoobtaintheoptimumweldingtechnologyproperties。Afterthestudyofthemechanismofpulsedsubmergedarcweldingprocessandbasedonthesimulatingresearchachievementsofotherweldingmethods，dynamicsimulationsareperformedonthesyst

6、emsofalternativewire—feedpulsedsubmergedarcweldingprocessandthatofconstantandthesystemofennstantwire．feedpulsedargon·arcweldingprocesswiththeMATLAB／SIMUL／NKsystemanalysistoolrespectively,thewholesystemsimulatingmodelisdeveloped，whichconsistsofthemainckcuitsimulationmodel，arcloadsystem

7、simulationmodelandarcchangingsystemsimulationmodel，andanalyzestheinfluenceofthesimulatingparameters(pulsedfrequency／dutyfactor／peakcurrent(voltage)／basecurrent(voltage))onsimulatingwaveform,whichproves：theinfluenceofpulsedparametersonthesimulatingwaveformisremarkable，itisfeasiblet0con

8、lrolt