大功率双丝脉冲mig焊双电弧干扰及双脉冲优化控制研究

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1、硕士学位论文大功率双丝脉冲MIG焊双电弧干扰及双脉冲优化控制研究作者姓名程佳学科专业机械电子工程指导教师吴开源副研究员所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年4月Studyontwin-arcinterferenceofhigh-powertwin-wirepulsedMIGweldinganditsoptimalcontrolwithdouble-pulsetechnologyADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ChengJiaSupervisor：AssociateProf.WuKaiyu

2、anSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TG434学校代号：10561学号：201220100543华南理工大学硕士学位论文大功率双丝脉冲MIG焊双电弧干扰及双脉冲优化控制研究作者姓名：程佳指导教师姓名、职称：吴开源副研宂员申请学位级别：工学硕士学科专业名称：机械电子工程研宄方向：数字化电源装备及智能控制论文提交日期：年纾月U日论文答辩日期：年t月S"日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日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师的指导下独立进行研宄所取得的研宄成果。

3、除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品■■对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：弘『年<月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人

4、电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：年解密后适用本授权书。._.E校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）作者签名：指导教师签作者联系电话：联系地址(含邮编):摘要高效化焊接对提高焊接生产效率效果明显，是目前焊接界的研究热点。要实现高效化焊接，关键在于焊接电流的进一步提高。对于双丝脉冲MIG焊而言，提高焊接电流后，双电弧干扰将会变严重，从而影响焊接质量。双电弧干扰问题成为制约双丝脉

5、冲MIG焊大功率化的主要瓶颈。本课题在国家自然科学基金项目（51205136）的资助下，对大功率双丝脉冲MIG焊双电弧干扰及双脉冲优化控制进行研究。在分析双丝脉冲MIG焊原理和特征的基础上，确定了大功率双丝脉冲MIG焊电源系统总体技术方案。分析了逆变式焊接电源主电路拓扑结构，根据大功率双丝脉冲MIG焊电源输出大功率化的要求，焊接电源选用全桥逆变主电路并联拓扑结构。分析了双电弧干扰的产生原理，并针对双电弧干扰，确定了减小双电弧干扰的脉冲焊接方法和双脉冲优化方案。在分析双丝脉冲MIG焊焊接工艺对控制性能需求的基础上，确定了大功率双丝脉冲MIG焊电源的数字化控制总体方案，设

6、计了焊接电压电流信号采样电路、故障保护电路和IGBT驱动电路等控制系统硬件，编写了防积分饱和PI恒流控制算法程序、单双脉冲同步、交替和随机三种相位协同控制程序、引弧和收弧程序等控制系统软件，实现了大功率双丝脉冲MIG焊的多相位数字化协同控制。针对焊接系统工作时电磁辐射严重的情况，对多相位数字化协同控制系统硬件和软件作了电磁兼容优化设计。对所研制的大功率双丝脉冲MIG焊电源系统进行模拟负载试验和大功率双丝脉冲MIG焊工艺试验。试验结果表明，所研制的大功率双丝脉冲MIG焊电源系统满足设计要求，实现了同步、交替和随机三种相位的单脉冲和双脉冲焊接，焊接效率高，双脉冲优化焊接能

7、改善焊缝成形质量。对大功率双丝脉冲MIG焊双电弧进行高速摄像研究，通过拍摄的双电弧形态图像分析了单脉冲和双脉冲焊接工艺下的双电弧干扰情况，试验结果表明，采用脉冲焊的交替相位焊接工艺，能有效减小双电弧干扰；对于同步相位焊接方式，通过采用双脉冲优化焊接工艺，则能优化双电弧之间电弧力的分布情况，减小双电弧的相互干扰。关键词：大功率双丝脉冲MIG焊；双电弧干扰；双脉冲；数字化控制；高速摄像AbstractHighEfficiencyWelding(HEW)featuresasignificanteffectontheimprovementofproducti