焊接过程控制演示文稿09.ppt

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1、焊接过程控制第一章绪论一.课程背景“焊接过程控制”就是在焊接过程中，对影响焊接过程的各种要素进行控制，以达到获得合格焊接质量的目的。“焊接工艺”的后续课程参考书：《电弧焊》《焊接方法及设备》《压力焊》二.课程内容主要包括以下几方面：①焊接参数控制；②焊接质量控制；③焊接程序控制。1．焊接参数控制在焊接过程中，通过控制（稳定）焊接参数控制焊接质量。对于弧焊主要焊接参数包括：I——焊接电流；U——焊接电压（电弧电压）；v——焊接速度。对于电阻点焊主要焊接参数包括：I——焊接电流；t——焊接时间；F——电极力。例一：当电网电压发生变化时，某

2、些焊接电源输出的焊接参数（I、V、v）则可能发生改变。例二：当焊道状态发生变化时，也会引起焊接参数的变化2．焊接质量控制以达到焊接质量标准为控制目标。例：需要实时调整焊接参数才能保证焊接质量。窄宽3．焊接程序控制自动化焊接设备的程序自动控制的功能。例一：气体保护焊设备：提前送气、引弧、焊接、停止焊接及滞后断气的程序控制例二：火焰、等离子弧及激光数控切割设备：按预先编程的轨迹运动的功能。例三：全位置焊接，在不同空间段，转换不同的焊接参数（包括I、V、v及脉冲焊的脉冲频率等）。第二章电弧焊电弧调节原理一．电弧调节的目的通过对电弧（长度）的

3、调节控制，达到控制焊接参数（I，U）稳定的目的。二．电弧稳定的影响因素1.电弧静态工作点：电弧处于某一相对稳定状态时，由I、U构成的工作点。2.电弧静态工作点确定：由焊接电源的外特性与电弧的伏安特性（静特性）的交点确定。电弧静特性电源外特性VI3.静态工作点稳定的影响因素1）电源外特性变化影响O/OO//2）电弧静特性变化影响原因包括：送丝速度不稳；焊炬变化OO1三．电弧自动调节（稳定）基本方法1．电网波动的自动补偿焊接电源网压波动自动补偿功能（如SCR焊机，逆变焊机）。焊机的技术指标之一。2．电弧长度自动调节当弧长因随机干扰发生变化

4、时，控制系统自动使弧长恢复，达到稳定弧长的目的。电弧长度自动调节主要采取两种形式：①电弧自身调节方式；②电弧电压自动调节方式。四．等速送丝调节系统（电弧自身调节系统）（一）基本概念电弧自身调节系统特点：焊接过程送丝速度不变。电弧（弧长）稳定的基本条件：vf=vm电弧自身调节过程：电弧长度波动时，通过焊丝熔化速度vm自动改变恢复弧长的调节过程。lvmlvf不变（二）等速送丝调节系统静特性1．焊丝的熔化特性焊接参数与焊丝熔化速度关系：vm=kiI－kuUvm随I增加而增加，随U增加而减小。式中：ki为vm/I比例系数，与ρ、φ、l干有关：

5、ρ、l干ki（电阻热增加）φki（电流密度减小）ku为vm/U比例系数，与弧长及电场强度有关。2．电弧自身调节静特性曲线①定义：送丝速度vf一定条件下，稳定电弧的I与U的关系曲线。②曲线关系式由vf=vmvm=kiI－kuU得I=vf/ki+（ku/ki）UUIvf一定BAC③曲线物理意义a等熔化速度曲线b稳定工作点曲线c影响曲线的因素长弧焊时：I=vf/ki曲线位置影响因素：φki曲线右移l干ki曲线左移短弧焊时：ku较大，曲线为B点以下的形态。④曲线的实际获得实验原理：电弧稳定工作点（I、U）由电源外特性和电弧自身调节静特性曲线的

6、交点确定。实验方法：首先确定vf，然后改变外特性，在各种外特性的情况下，实测电弧的I、U值。O伏安特性外特性调节特性（三）电弧的自身调节作用1．概念电弧自身调节作用：电弧受到干扰时，工作点会不断偏离稳定工作点，但电弧具有自动回到稳定工作点的能力。2．调节机理OVvf＜vf/O/I＜I/IOVO/II/I//IO//3．调节灵敏度①定义：单位弧长变化引起的熔化度速变化。灵敏度=Δvm/Δl②影响因素因vm=kiIΔvm=kiΔIΔvm/Δl=kiΔI/Δl灵敏度与ki、ΔI有关。a.φki灵敏度b.缓降电源外特性ΔI灵敏度③结论等速送丝

7、调节系统适合于细丝焊配合平特性电源（典型应用是细丝CO2焊）。（四）电弧自身调节的静态误差1．定义：弧长波动经调节后产生新的稳定工作点，新、旧稳定工作点之差为静态误差。2．静态误差产生的原因①等熔化速度曲线的移动:主要是焊炬高度发生变化，导致l干变化，引起曲线移动。②电源外特性曲线改变:网压变化，导致电源外特性变化。OVO/IO//OVI3．减少静态误差的措施主要采取缓降电源外特性：①可减小等熔化特性曲线变化产生的静态误差。②可减小电源外特性变化产生的静态误差。4．静态误差与动态偏差（五）等速送丝调节系统规范调节方法等速送丝调节系统：

8、平特性电源+（垂直）等熔化速度曲线。参数调节：U——调节电源外特性；I——调节送丝速度（vf），即移动等熔化速度曲线。UminUUmaxUIvfminvfvfmax（六）小结1．电弧自身调节系统特点①等速送丝；②通过改变