铝脉冲mig焊亚射流过渡自适应控制的研究

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1、中文摘要中文摘要铝及铝合金因重量轻、比强度大、韧性好等优点，在航天航空、船舶、机车车辆和石油化工容器等方面得到广泛应用。铝及铝合金脉冲MIG焊是最常用的焊接方法之一，具有使用灵活，应用面广的优点，得到越来越多的应用。对于铝的MIG焊亚射流过渡控制，以往的研究者虽作过一些尝试，但由于其控制区间窄，过程往往并不可靠。本课题首先分析和阐述了铝MIG焊亚射流过渡的特征，根据亚射流过渡区比较窄，不易控制的特点，提出了利用自适应控制的脉冲MIG焊将熔滴过渡控制在亚射流过渡区的控制思想;就如何控制铝脉冲MIG焊

2、的亚射流过渡，进行了系统研究:I、研究铝MIG焊亚射流过渡的物理过程，分析铝MIG焊在亚射流过渡区间的熔滴过渡和电弧行为特点，探讨相应过程电参数的变化规律。2、根据铝MIG焊亚射流过渡的特点，提出铝的脉冲MIG焊亚射流过渡自适应控制思想，制订相应的控制方案。本控制思想的核心是:在所选择的电弧电压范围内，脉冲电流自动适应电弧电压的变化，自动调整脉冲频率等参数来适应送丝速度及电弧电压的波动，保证焊接过程处在亚射流过渡区内。3、分别利用电子控制及单片机控制方式实现了上述控制思想。并用采集系统及高速摄像对

3、控制效果进行分析验证。4、研究铝脉冲MIG焊自适应控制的行为特点，为进一步的电弧物理研究及焊接设备开发打下基础。并在上述研究基础上提出四个创新点:1、首次提出亚射流过渡自适应控制思想.将铝的焊接过程稳定控制在亚射流过渡区。2、通过系统的工艺实验。确定了铝脉冲MIG焊亚射流过渡自适应控制的工艺参数区间及其调节原则，并利用高速摄像手段，论证了各控制参数变化对铝合金焊接过程电弧稳定性的影响，为以后的研究奠定了基础。3、将CygnaI系列高速度单片机C8051FO20应用于焊机的控制中，有效地实现了双台阶

4、式控制，具有控制可靠，调节灵活的优点。4、分析并提出铝脉冲MIG焊亚射流过渡自适应控制中的两种控制模式:a利用弧压变化的脉冲尖峰实现频率较高的自适应脉冲”IG焊;b以弧长控制为主的自适应脉冲MIG焊。总之，本课题是针对铝脉冲MIG焊过程中存在的问题，提出进一步完善、提高铝脉冲MIG焊应用范围的控制思想，寻求一种有效的亚射流过渡电流实时控制新方法，以满足现代制造业对铝MIG焊日益提高的要求，发展焊接新设备，丰富电弧物理理论。关键词:铝脉冲MIG焊自适应控制亚射流过渡单片机高速摄像ABSTRACTAB

5、STRACTAluminumanditsalloyarewidelyusedinsuchfieldsasairspace,shipcraft,communicationandpetrochemicalengineeringetc.Duetoitsadvantagesofconvenienceandapplicable,MUG(meltinginertgasprotecting)weldingisoneofthemostcommonlyusedmethodforaluminumanditsalloy

6、welding.Formerresearchershaddonemanystudiesontheself-adaptationcontrolofA1MIGWeldingwithinsub-spraying.However,becausethesub-sprayingzoneofAtMIGWeldingisnarrow,theself-adaptationcontrolispronetobeinstability.Firstly,theprocesscharacteristicofsub-spray

7、ingtransferringforaluminumMIGweldingissystemicallyanalyzedandexpounded.Afterthat,anewself-adaptationcontrolmethodofA1Pulsed-MGWeldingisappliedtocontrolthetransferringofdropletinsub-sprayingzoneaccordingtoitscharacteristicofnarrowscopeanddificulttobeco

8、ntrolled.Furthermore,thedissertationsystemicallystudythecontrolperformanceofA1MIGWeldingwithinsub-sprayingzone:IStudythephysicalprocessofthesub-sprayingtransferringforAtMIGWelding.AnalyzethebehaviorofdropletandelectricarcforAtMIGWeldingwithins