双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊过程模拟及控制

《双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊过程模拟及控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第48卷第10期机械工程学报Vol.48No.102012年5月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGMay2012DOI：10.3901/JME.2012.10.045双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体*保护焊过程模拟及控制11,21,21,2朱明石玗黄健康樊丁(1.兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050；2.兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室兰州730050)摘要：采用等效电流路径的方法建立双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊耦合电弧的动态数学模型，模拟表征焊接过程稳定性的电流、净干伸长信号的变化，得

2、到与实际焊接过程相似的模拟结果。在此基础上，针对焊接过程中耦合电弧形态的剧烈变化会影响焊接过程稳定性与焊接质量的问题，提出通过调节旁路弧长控制耦合电弧稳定性的方案，并利用Matlab/Simulink软件和xPC-target快速原型控制平台，对控制方案进行模拟、分析、预测与试验。结果表明：所建立的数学动态模型能很好地反映双丝旁路耦合电弧高效GMAW焊接过程；模拟分析旁路弧长控制方案可以有效地解决焊接过程稳定性的问题；控制试验实现了焊接过程的稳定控制并获得了成形良好的焊缝形貌，验证了模拟阶段的分析与预测。关键词：旁路耦合电弧熔化极气体保护焊模拟控制中图分类号：TG4

3、09SimulationandControlofConsumableDE-GMAWProcess11,21,21,2ZHUMingSHIYuHUANGJiankangFANDing(1.StateKeyLaboratoryofGansuAdvancedNon-ferrousMetalMaterials,LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050;2.KeyLaboratoryofNon-ferrousMetalAlloysofMinistryofEducation,LanzhouUniversityofTechnology

4、,Lanzhou730050)Abstract：Amathematicalmodelforconsumabledouble-electrodegasmetalarcwelding(DE-GMAW)isestablishedbyusingtheequivalentpathmethodandthenthesimulationsaboutweldingprocessarecarriedoutwhich.Duringthesimulation,aimingtotherequirementofstablyweldingprocess,acontrolplanispropose

5、dtocontrolthestabilityofdecouplingarcshapewiththebypasswireextensionascontrolledobject.BasedonMatlab/SimulinkandxPC-real-timetargetenvironment,thesimulation,analysis,predictionandexperimentaboutthiscontrolschemeareaccomplished.Theresultsshowthatmathematicalmodelcanreflecttheprocessofco

6、nsumableDE-GMAWwell;Simulationandanalysiscanconfirmthecontrolscheme;theexperimentcanprovesimulationresultsandobtaingoodweldformationonthebasisofstableweldingprocess.Keywords：CouplingarcGasmetalarcweldingSimulationControl接、节能、接头质量好等优点，成为高效化焊接的[1]0前言重要方法之一。而为了解决常规GMAW在减小母材热输入的同时难以提高焊接效率的

7、问题，提出了现代制造业为了增强市场竞争能力，对焊接生一种新型的熔焊方法：双丝旁路耦合电弧高效产加工的效率提出了高效、优质、低耗的迫切要求。GMAW(Consumabledouble-electrodegasmetalarc熔化极气体保护焊(Gasmetalarcwelding，GMAW)welding,ConsumableDE-GMAW)，它通过引入旁路易于实现自动化，具有生产效率高、可以全位置焊电弧分流了一部分主路流经母材的电流，从而实现[2]了高熔敷率、低热输入的焊接。*国家自然科学基金(51165023)、兰州理工大学优秀青年教师培养计划目前，针对双丝旁路