超声能—电阻热复合焊电源控制系统研究

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1、硕士学位论文超声能-电阻热复合焊电源控制系统研究作者姓名何希聪学科专业机械电子工程指导教师曹彪教授所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年4月ResearchonControlSystemofUltrasonic-ResistancehybridWeldingPowerSupplyADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HeXicongSupervisor：Prof.CaoBiaoSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,Chin

2、a分类号：TP13学校代号：10561学号：201320100382华南理工大学硕士学位论文超声能-电阻热复合焊电源控制系统研究作者姓名：何希聪指导教师姓名、职称：曹彪教授申请学位级别：硕士学科专业名称：机械电子工程研究方向：数字化电源装备及智能控制论文提交日期：2015年4月23日论文答辩日期：2015年6月5日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月曰答辩委员会成员：华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导帅的指导K独立进行研究所取得的研究成粜。除/文中特别加以标沌引叫的内容外，木论文小包含任何具他个人或集体

3、己经发表或撰写的成果作品。对木文的研究做出iO?贡献的个人在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法禅后果由本人承担。作诸•签名：丨丨期：如S年61:1学位论文版权使用授权书本学位论文作奍完全r■解学校有关保留、使川学位论文的规姖，即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位M华南理:丨:火学，学校W权保存并向_家存关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被作阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的伞部或部分内容，吋以允许采川影印、缩印或>(:它复制乎段保#、汇编学位论文。本人屯丫文档的内容和纸侦论文的内容相致

4、。木嗲位论文厲于:L；保密，在年解密后适州本授权书。不保密,同意在校园网t：发布，供校内师生和与学校冇;it•亨协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中綱学术期刊志社企文山版和编入（:NK丨《中闽知识资源总砟》，传播，位论文的全部或部分内游..(请在以上相应方框内打“V”)作签名：仞為餐UM：1〇^bH.獅丨〗‘智:名：H.明：2吵.《*8作荞联系电恥&I'

5、匕了_筘：联系地址(含邮编):摘要随着有色金属在现代工业生产中的需求越来越大，有色金属微型零件焊接困难的问题越来越受到重视。超声能-电阻热复合焊是结合超声波金属焊和电阻点焊特点，针对有色

6、金属微型零件提出的一种焊接方法，通过超声能和电阻热两种能量的复合作用，来提高焊接接头的性能。由于此方法尚处于研究初期，缺乏复合焊专用电源，因此设计超声能-电阻热复合焊电源控制系统，实现超声激励信号和电阻焊电流的协调输出，提高复合能量输出的可控性，以满足不同的工艺实验及研究需求。本文首先确定电源的整体方案，搭建超声及电阻焊功率主电路，并确定控制策略；根据复合焊电源控制需要，设计以DSP为核心的控制系统，主要包括信号反馈电路、DDS电路、移相脉冲调制电路、CPLD电路、开关量控制电路等，并根据要求设计制作了控制电路PCB板；完成控制软件的设计与调

7、试，包括超声频率跟踪程序、A/D采样程序、输入捕捉程序、PI控制程序等。组装复合焊电源并搭建复合焊接试验平台，对复合焊电源进行调试，通过超声电压反馈及频率跟踪实现了超声振幅恒定输出且连续可调，通过电流反馈控制实现了电阻焊恒流输出；可灵活设置三段超声电压及电阻焊电流，实现多种复合能量波形输出，可满足不同的工艺需求。利用复合焊电源对铜铝焊件进行工艺试验，结果表明在超声能及电阻热共同作用下，复合焊界面出现扩散层，进一步的拉伸试验结果表明，复合焊接头的拉伸性能及延展性比单一超声作用下的有所提高。关键字：超声能-电阻热复合焊接；电源；控制系统；能量波形

8、控制IABSTRACTWiththeincreasingdemandforthenon-ferrousmetalsinthemodernindustry,theweldingproblemsofnon-ferrousminiaturecomponentareattractingmoreattention.Aimingtosolvethedifficulties,ultrasonic-resistancehybridweldingwhichcombinestheadvantagesoftheultrasonicweldingandresista

9、nceweldingisputforward.Inhybridwelding,ultrasonicvibrationandcurrentareappliedtoth