DSP控制CO2焊引弧研究
减少CO2气体保护焊焊接飞溅的措施
减少CO2气体保护焊焊接飞溅的措施刘义敏;潘鑫;唐家伟【摘要】The reason of welding spatter’s forming in the carbon-dioxide arc welding was discussed. This paper introduced new results of the welding spatter control on process parameters, welding materials, current and voltage waveform control. It was revealed that super-stabilization ,quantification and numerization is the future development trend of the welding spatter control technology.% 分析了CO2气体保护焊飞溅产生的原因，从焊接工艺参数、焊接材料、电流电压波形控制等角度介绍了控制飞溅的新成果。
超稳定化、定量化和数值化是焊接飞溅控制研究的发展方向。
【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】3页(P90-92)【关键词】焊接飞溅;短路过渡;波形控制;工艺参数【作者】刘义敏;潘鑫;唐家伟【作者单位】北京矿冶研究总院，北京 100070;北京矿冶研究总院，北京 100070;北京矿冶研究总院，北京 100070【正文语种】中文【中图分类】TG444+.730 前言CO2气体保护焊因其生产效率高、成本低等优点被广泛应用于车辆、船舶和机械制造业。
但其焊接过程中伴随有大量飞溅产生，飞溅不但影响焊接质量，而且使劳动条件变差，限制了该方法在很多领域的应用[1]。
国内外许多学者从焊接材料、工艺规范、自动控制等角度做了关于减少CO2气体保护焊焊接飞溅的研究，提出了多项控制飞溅措施。
基于单片机+DSP数字控制的变极性电源
W el dj ng T echn ol ogy v01．42N o．3M aL2013焊接设备与材料4l 文章编号：1002_025X(2013)03-004l—04基于单片机+D SP数字控制的变极性电源白宏伟1。
张永停2(1．河南机电高等专科学校，河南新乡453002；2．河南起重机器有限公司，河南新乡453000)摘要：设计了基于单片机+D SP双CPU的变极性双逆变电源，单片机作为主控芯片，实现系统的人机信息交互，D SP作为从控芯片，控制电源输出．双C PU之间以双口R A M为通信桥梁实现数据交换。
变极性电源功率变换主电路由两级逆变电路组成，一次逆变采用移相Z C—Z V S—PW M双零软开关全桥逆变结构，二次逆变采用“共同导通”换向控制策略的耦合电感型半桥逆变电路拓扑．控制系统对两级逆变协调控制并通过软件方法实现。
电流换向速度快，焊接电弧稳定。
关键词：单片机+D SP；移相；软开关；协调控制中图分类号：T G434文献标志码：BO前言变极性电源是一种适用于铝及铝合金焊接技术的焊接电源，其功率变换电路由两级逆变电路构成，一次逆变主要对电源系统的外特性进行控制，并对二次逆变供电，使焊接电源具有快速响应特性；二次逆变通过与一次逆变的协调控制．输出电流频率、D C EN半波幅值及时间、D C EP半波幅值及时间均可单独调节交变方波电流，为焊接电弧提供能量。
单片机具有强大的控制和管理事务能力。
D SP 具有高速运算能力，随着单片机、D SP在焊机领域的运用．焊接电源的数字化设计使现代焊机日趋多功能和智能化。
本设计提出了以单片机+D S P双C P U 为控制核心的变极性焊接电源设计方案，实现变极性电源的全数字化实时控制。
1系统总体设计方案基于单片机+D S P双C PU控制的变极性双逆变电源的总体结构如图1所示。
设计中，两次逆变均采用功率I B G T模块作为主控开关器件。
一次逆变为移相式软开关全桥式逆变电路，采用P W M控制实现输出电压、电流的幅值控制，为二次逆变供电；二次收稿日期：2012一10—31逆变采用带自耦合电感的半桥结构，通过续流耦合电感的作用及开关管的切换控制，最终得到输出电流频率、正负半波幅值、占空比分别可调的变极性焊接电流【”。
CO2气体保护焊作业指导书
CO2气体保护焊作业指导书1、范围本作业指导书适用于δS≤345Mpa得钢材得CO2气体保护焊。
有特殊要求得材料及特殊要求得接头开式需按相应得经工艺评定合格得焊接规范进行。
2、规范性引用文件下列文件中得条款,通过本标准中引用而成为本标准得条款。
心就是注日期得引用文件,其随后所有得修改单(不包括勘误得内容)或修订版均不适合用于本标准。
然而,鼓励根据本标准达成协议得各方确定就是否可使用这些文件得最新版本。
凡就是不注日期得引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T8110 气体保护电弧焊用碳钢低合金钢焊丝GB/T700 碳素结构钢GB/1591 低合金高强度结构钢Q/T19 二氧化碳气体纯度进厂检验规定3、要求3、1 担任CO2气体保护焊得焊工,必须经厂焊工考试委员会考试,并取得相应资格证书后,方能从事相应得焊接工作。
3、2 焊接用得CO2气体保护焊机(NB-315B,NB-500等型号),必须各项功能正常,能满足施焊得各项工艺要求。
3、3 焊接用得CO2气体纯度要求为不小于99、5%,应按Q/CJ419规定检验。
在施焊过程中若体内压力降至1Mpa(20kgf/cm2)时应更换气瓶。
3、4 焊接时宜在室内进行,环境温度对材质Q235B不得低于0℃,Q345B不得低于5℃,环境风力不得超过三级。
3、5 本作业指导书中各种接头用得焊丝牌号均为H08Ms2SiA,应按GB、T8110规定验收,直径为Φ1、2mm。
3、6 所使用得钢材应符合GB/T700及GB/T1591标准得规定。
3、7 干伸长度:焊丝从导电咀到工件得距离。
当焊接电流小于300A时,干伸长度L为(10～15)倍焊丝直径。
当焊接电流大于300A时,干伸长度L为(10～15)+5倍焊丝直径。
3、8 焊接电流与焊接电压应相匹配,以保证电弧长度得稳定。
3、9 焊接速度在焊接电流与焊接电压一定得情况下,焊接速度得选择应保证单位时间内给焊缝足够得热量。
基于蓝牙通信的焊接电源数字化控制系统
基于蓝牙通信的焊接电源数字化控制系统涂志刚;冯曰海【摘要】随着焊接设备的智能化、信息化、自动化和网络化的快速发展,针对以往有线和无线焊接通信系统不易安装升级、抗干扰能力弱、数据传输速度慢等问题,提出了基于蓝牙通信的焊接电源数字化控制系统的设计方案.以TMS320F28033 DSP芯片作为控制系统的核心,设计了焊接电流和电弧电压采样电路、脉宽调制信号放大电路、CAN通信等外围电路,组成了一套焊接电源数字化控制硬件系统.以片上系统CC2540作为蓝牙通信的核心,设计了采用蓝牙4.0协议传输的焊接过程信号无线通信模块,通过蓝牙无线数据传输实现人机交互.无线通信测试结果表明,DSP 数字焊机控制系统能够实现焊接过程信号的远程无线传输功能,通信距离远,且数据传输稳定.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2014(044)007【总页数】6页(P17-22)【关键词】无线通信;蓝牙4.0;数字信号处理器;气体保护焊【作者】涂志刚;冯曰海【作者单位】南京理工大学材料科学与工程学院,江苏南京210094;南京理工大学材料科学与工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TG4090 前言随着电子技术和物联网技术的飞速发展，焊接设备已朝着智能化、信息化、自动化和网络化方面发展[1]。
对于焊接质量而言，焊接工艺参数的准确、实时监控在焊接过程中极为重要[2]。
在以往的焊接通信领域中，已经有RS485和CAN总线等有线通信技术方案[3-4]，但其布线繁琐、不易安装升级。
而基于RF射频技术和ZigBee技术[5]等无线通信又因抗干扰能力较弱、传输速度慢而限制了其应用。
蓝牙4.0技术是一种低功耗、低成本、高速率的双向无线通信技术，采用分散式网络结构以及快速跳频和短包技术，极大地提高了数据传输的抗干扰能力，并且具有3 ms低延迟、100 m以上超长距离等诸多特色。
数字信号处理器DSP的数字信号处理能力非常强大，大规模集成化和柔性化编程等优点使其成为数字化焊接电源控制系统的最优控制芯片[6]。
CO2激光—MAG电弧复合焊接工艺参数优化
CO2激光—MAG电弧复合焊接工艺参数优化摘要：以7.0mm厚高强钢板为试验材料，采用CO2激光熔化极性气体保护焊（MAG）电弧复合焊接方法，研究焊接电流、电弧电压、激光能量、等参数对复合焊接熔滴过渡特征的影响。
关键词：激光技术；CO2激光-MA；电弧复合焊接；熔滴过渡本论文针对高强钢激光-电弧复合焊接技术的基础工艺及焊缝接头性能，通过现有设备将从以下方面进行研究和分析：1.试验设备及方法1.1.实验设备实验使用的激光器为Rofin公司生产的型号为DC 050 SLAB CO2激光器，配以上海团结普瑞玛公司制造的配套机床，应用自行设计的复合焊接装置固定MAG焊枪，使用根据实验特点设计制造的工装夹具进行紧固，实施激光-电弧复合焊接。
焊机为松下公司生产的微电脑焊接波形控制脉冲MIG/MAG焊机，型号YD-350AG2HGE，MAG保护气体使用CO2、Ar混合气体。
1.2.试验方法激光-电弧复合焊接的工艺参数多，关联性较大。
激光与电弧之间的匹配存在最佳值，即耦合的最小值，因此，对每个工艺参数分别设计1组实验，通过实验数据分析其对焊接质量的影响。
采用激光-电弧复合焊接设备，通过对不同的焊接速度、激光功率等工艺参数对高强钢焊接质量影响的研究，优化出最佳的高强钢激光—电弧复合焊接工艺参数。
采用高速相机采集复合焊接过程中熔滴过渡图像，研究参数对工艺稳定性的影响。
2.复合焊接工艺参数优化2.1.焊接电流对电弧形态和熔滴过渡的影响2.1.1.焊接电流对熔滴过渡的影响在焊接电流较低时，熔滴过渡表现为大熔滴过渡，熔滴在焊丝周边形成和长大，其底部受到电弧力作用，排斥效果明显。
熔滴较长在焊丝端部一侧，当长到足够大时，熔滴脱离焊丝而过渡。
处于焊接小电流的状态，熔滴向激光光束偏移，致使熔滴变大的时间较长，体积变大，过渡频率比较低。
主要受自身重力、表面张力和电弧力的作用，电流较小，熔滴收到电磁收缩力、等离子流力的作用不太明显。
绪论第一二三章 弧焊电源与数字化控制
射，重粒子碰撞发射和强电场作用下的自发射等。
27
第一章
焊接电弧及其电特性
1.1 焊接电弧的物理本质和引燃
• 焊接电弧的引燃
图1-1 引弧过程电压、电流变化曲线图
a) 接触引弧
b) 非接触引弧
28
U0- 空载电压 Uf- 电弧电压 if- 电弧电流
应用：它可作各种弧焊的电源
ZX7-160 375×155×24 0 8kg
ZX7-400 300×530×560 36kg
芬兰肯比逆变焊机
13
绪 论 － 弧 焊 电 源 的 分 类
（三）脉冲弧焊电源
原理：焊接电流以低频调制脉冲方式输出 优点：具有效率高，输入线能量较小，可在较宽范围内控制线
能量等优点 应用：它主要用作气体保护焊和等离子弧焊以及手工弧焊的电 源，适用于热敏感性大的高合金材料、薄板和全位置焊接等场合
一个数字：西方工业国家，钢产量的50~60%需要焊接
中国2001年，钢产量1.3亿吨，4000万吨需要焊接
焊 电 源
2.电弧焊是第一大类焊接方法,占70%-90%
熔化焊接、固相焊接和钎焊
3.弧焊电源是弧焊设备的主体
电源、控制箱、焊接小车、送丝机、焊枪、气路水路
5
焊接的基本原理
焊接的物理化学过程
采用施加外部能量的方法，促使分 离材料的原子接近、形成原子键结合， 同时去除一切阻碍原子键结合的一切表 面膜和吸附层，以形成一个优质的焊接 接头。
柴(汽)油机驱动直流弧焊发电机
AX1-500型直流弧焊发电机 11
绪 论 － 弧 焊 电 源 的 分 类
2.弧焊整流器(目前主流产品) 原理：交流电经整流装置获得直流电的弧焊电源。一般由初、
数字化焊接技术与DSP控制变位机工作系统的研发
Ｓ 高质量的焊缝。它集先进 焊接 技术 、 进数控 和计算机 技 节脉冲和非脉冲参 数及 多特性 输出等 功能 。以 Ｄ Ｐ为代 先 少数厂家有展 出和进入市场 。 术 、 ＡＤ Ｃ Ｃ ／ ＡＭ 技 术 、 进 材 料 技 术 、 进 检 测 技 术 为 一 表的数字控制技术 已有报道 ， 先 先
校机器人实验室情 况 ， 利用其 现有硬件的优势 ， 出了“ 于 Ｄ Ｐ控制变位机 工作系统 的研 发” 提 基 Ｓ 的意义 与 目的
及研发的基本思路 等内容。
关键 词 数字化焊接； 机器人； 变位机； 控制系统 中 图分类 号 ： Ｇ ０ Ｔ ４９
１ 数 字 化 焊 接 技 术 的 发 展 概 况
目前 ， 国外生 产焊接机器人 的厂家 ， 大都生产 机器人配
接 电源的波形控 制能力更 为精确 ， 广大焊 接工作者 提供 套的焊接变位机 。但是 ， 为 以焊接 变位机为主导产 品的企业 ，
ｅｅｔ 美 ｒＳｌ公 算 了方便 的新型焊 接工 艺研 发手段， 使新工艺 、 新设备 的更新 非 常 少 见 。德 国 Ｓ ｖｒ 公 司 ， 国 Ａ ＯＯｌ 司 ， 是 比较 换 代 成 为可 能 。 典 型 的生产 焊接 变 位机 的企业 。德 国的 Ｃ Ｏ 、 地利 Ｌ ＯＳ 奥 在 国外 ， 具 有 代 表 性 的 如 奥 地 利 Ｆ ＯＮＩ 最 Ｒ ＵＳ公 司 生 ｉｍ、 ｇ 日本松下机器人公司等 ， 生产伺服控 制与 机器人配 都 产 的 ＴＲ Ｓ Ｌ ＹＮＥ Ｉ ＡＮ Ｐ ＵＳＳ ＲＧ Ｃ系 列 Ｔ Ｓ ７ Ｏ ４Ｏ ／Ｏ Ｏ 套 的 焊 接 变 位 机 ［ 。 Ｐ ２ ｏ ／ Ｏ Ｏ ５ Ｏ ３ ］
但 体， 是一门新的光 、 、 、 机 电 计算 机、 数字化 、 材料综合交叉 的 这 标 志 着 我 国正 逐 步 与 国 际 水 平 接 轨 ， 技 术 水 平 和 性 能 先 进 焊 接 制 造 技 术
基于DSP新型等离子切割电源的研究
摘要 ： 介绍 了将非高频引弧技术应用于半桥逆变式空气等离子切割机用 电源 的方法 ． 设计了以 Ｔ ３０ ２ １ ＭＳ ２ Ｆ ８ ２型 Ｄ Ｐ Ｓ
为 控 制 器 的控 制系 统 ， 析 了非 高 频 引 弧 的工 作 原 理 ， 给 出 了切 割 过 程 详 细 的工 艺 流 程 图。 对 电 源 系 统进 行 了建 分 并 模 仿 真 ， 建 样 机 并 进行 了验 证 。 搭
第４ ４卷 第 ７期
２１ ０ ０年 ７月
电 力 电子 技 术
Ｐｏ ｒＥｌ ｃｍ ｎ ｃ ｗｅ ｅ ｔ ｉ ｓ
Ｖｏ．４ ．Ｎｏ． １ ４ ７
基于 Ｄ Ｐ新型等离子切割 电源的研究 Ｓ
孙 强 ，黄 西平 ，员 博 ， 赵 晨
（ 西安 理 工 大 学 ，陕 西 西 安 ７０４ ） １０ ８
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｄ ｓ ｒ ｅ ｏ － ｉ ｈ－ ｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｃ ｔｃ ｎ ｌｇ ｏ ａ － ｒｄ ｅ ｉ ｖ ｒ ｒａ ｒｐ ａ ｍａ ｃ ｔ ｎ ｃ ｉ ｅ ｗ ｔ ｓｒ ｃ ： ｈ ａ ｅ ｅ ｃ ｂ ｓｎ ｎ－ ｇ — ｑ ｅ ｃ ｒ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｆ ｒｈ ｆ ｂ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｌ ｓ ｕ ｔ ｇ ｍａ ｈｎ ｉ ｉ ｈ ｆ ｒ ｔ ｉ ｅ ｉ ｈ ｈ ｏ ｅ ｕ ｐｙ， ｅ ｉ ｎ ｏ ｏ ｔ ｌ ｉ ＴＭＳ ２ Ｆ ８１ Ｐ ｃ ｎ ｒｌｓ ｓ ｍｓ ｈ ｎ ｌｓｓｏ ｏ — ｉｈ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｔ ｅ ｐ ｗ ｒｓ ｐ ｌ ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｔ ｅ ｃ ｎｒ ｌ ｒｗ ｔ ｈ ｈ ｏｅ ｈ ３ ０ ２ ２ ＤＳ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ． ｅ ａ ａｙ ｉ ｆｎ ｎ ｈ ｇ － ｑ ｅ ｃ ｅ Ｔ ｒ ａ ｃｏ ｅｗｏ ｋ ｎ ｒｎ ｉ ｌ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｅ ａｌｄ ｆ ｗ ｃ ａ ｆ ｈ ｕ ｔ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｉ ｇｖ ｎ Ｔ ｅ ｐ ｗｅ ｙ ｔ ｍ ｉ ｌ — ｒ ｆｔ ｒ ｉ ｇ ｐ ｃｐ ｅ ｉ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ａ ｄ ａ ｄ ｔｉ ｏ ｈ ｒ ｏ ｅ ｃ ｔ ｎ ｒ ｃ ｓ ｓ ｉ ｅ ． ｈ ｏ ｒｓ ｓｅ ｓｍｕ ａ ｈ ｉ ｓ ｅ ｌ ｔ ｔ ｉ ｔ ｎ ｉ ｃ ｒｉ ｄ ｏ ｔ ｔ ｅ ｐ ｏ ｏｙ ｅ ｓｂ ｉ ｅ ｉ ｙ ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ． ｉ ａｒｅ ｕ ，ｈ ｒ ｔｔ ｐ ｓ ｉ ｕ ｌ ｔ ｖ ｒ ｎ ｌｓｓ ｏ ｓ ｔｏ ｉ ｆ ｈ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｎ ｅ ｅ ；ｐ ａ ｍａ ｃ ｔ ｎ ；ｎ ｎ ｈ ｇ 一 ｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｃ ｙ ｒ ｓ ｉ ｖ ｒ ｒ ｌ ｓ ｕ ｔ ｇ ｏ — ｉ ｈ ￣ ｑ ｅ ｃ ｒ ｔ ｉ
二氧化碳焊接技术论文
二氧化碳焊接技术论文二氧化碳焊接技术属于熔化焊的一种，具有成本低、生产率高、应用广泛、容易操作等优势，店铺为大家整理的二氧化碳焊接技术论文，希望你们喜欢。
二氧化碳焊接技术论文篇一二氧化碳气体保护电弧焊接的技术要点分析摘要：CO2气体保护电弧焊接属于熔化焊的一种，具有成本低、生产率高、应用广泛、容易操作等优势，如今已经成为我国主要的焊接技术，在汽车、船舶、机械等制造领域运用十分广泛。
本文便从CO2气体电弧焊接的优势为研究基点，研究CO2气体保护电弧焊接过程中出现的气孔与解决技术，分析其焊丝规格与相关技术，最后论述减少CO2气体保护电弧焊接金属飞溅的主要技术。
关键词：CO2气体;电弧焊接;技术要点前言：CO2气体保护电弧焊接技术最早诞生于上个世纪五十年代，我国在1964年正式推广该技术，并生产了大量CO2焊机，在该技术的运用初期，由于经验与技术都不是非常成熟，在实际运用过程中，存在飞溅较大、气孔较多、缝形不好、表面粗糙等问题，因此未能得到社会的广泛认同。
但随着技术的不断成熟，CO2气体保护电弧焊接技术也有了很大进步，在各个制造领域中的发展前景也越来越广阔。
一、CO2气体电弧焊接的优势随着CO2气体保护电弧焊接技术的日益成熟，该技术已经改善了传统的技术劣势，在实际运用过程中，具备以下几方面优点：第一，生产效率较高。
该技术在操作过程中的穿透力较强、熔深相对较大、焊丝也具有很高的融化率，因此，其熔敷很快，与传统的手工焊接相比，该技术的生产效率能够提升1―3倍。
第二，成本较低。
改技术所运用的CO2气体一般情况下来源于化工厂或酿造厂产品生产时所产生的副产品，其焊接成本只有手工焊等焊接技术的一半左右。
与其他焊接技术相比，CO2气体保护电弧焊接技术还能够节省40%―70%的电能[1]。
第三，适用性强。
该技术能够在材料的任何地方进行焊接，且不受板材的厚度限制。
另外，运用该技术形成的接缝具有较强的抗裂性与抗锈能力，使用周期较长，且焊接完成后不需要清渣，其明弧特点也有利于对整个焊接过程进行有效控制。
逆变焊机波形控制技术
题
讨
论
︱ ︱
逆
变
与
φ 1．2 mm，100 A，频率 80 Hz，保护气体φ (Ar)97．5％＋φ(CO2)2．5％
φ 1．2 mm，100 A，频率 100 Hz，保护气体φ (Ar)100％
数
a 不锈钢 308L
b 铝硅 4043
字
化
焊
接
电
源
技
术
φ 1．2 mm，100 A，频率 90 Hz，保护气体φ (Ar)80％＋φ (CO2)20％ c 碳钢
谐波电流降为 20．2％，如图 6 所示。奥太焊机与其他 焊机的性能对比如表 1 所示。
3 数字化波形控制技术
b 频谱分析 图 5 输入电流波形(有谐波)
形式，逆变频率 20 kHz，控制精细，可满足实现各种 脉冲电流波形的要求。控制电路部分由单片机 MCU
数字控制的逆变焊机系统中，主电路采用逆变
和数字信号处理器 DSP 构成双机控制系统，控制电
与
introduced based on the welding inverter control technology not only realize the friendly human-machine interface，the more important
数
is the digital waveform control technology makes the welding inverter welding properties in promoting a huge advantage，reduce the
焊 接
Key words：welding inverter；digital control；harmonic wave suppression；waveform control
基于双DSP数字化控制的交直流脉冲弧焊逆变电源
验 ，单 根 管试 验 压 力为 ３ ． ＭＰ ，系统 试 验压 力 为２ ． Ｐ 。 ７５ ａ ４５ ａ
焊 接 电 流
，
７一Ｏ Ｏ ８ ７ ０ ８—０ ０９ ｌ— ２ Ｏ ｌ ｌ—２ Ｏ ｌ ｌ—２ Ｏ ｌ
焊 道
氩 气 流 量 ／ Ｌ・ ｎ （ ｍｉ ）
焊枪 口 管 内
深 小 ；交 流 钨 极 氩 弧 焊 兼 有 直 流 正 反 极 性 焊 接 的 优 点 ， 因 此
有 效 地 避 免 工 频 交 流 焊 接 电 源 由 于 电 流 过 零 缓 慢 易 造 成 熄 弧 而 使 焊 接 过 程 不 稳 定 的 缺 点 ，提 高 焊 接 过 程 的稳 定 性 ， 将 方 波 交 流 钨 极 氩 弧 焊 与 直 流 脉 冲 钨 极 氩 弧 焊 进 行 复 合 ， 可 有 效
封 良好 ：① 根 据 氩气 室 的大 小 确定 气 压 ，一 般 氩气 压 力 为
００ ～ ．２ＭＰ ；② 通 气 １ｒ ｎ ，将 另 一 端 锡 箔 胶 纸 封 口 开 ．１ ００ ａ ｉ后 ａ
４ １孔 ，将 管 内空 气 吹 出 ，再 过 １ａｎ后 即可 进 行 打底 焊 。 ， １１ ２ １１ １ ｉ ｒ
维普资讯
４ ・ ０ 焊接 设 备 与材 料 ・
文 章编 号 ：０ ２ ０ ５ ２０ ０ － ０ ０ ０ １０ — ２ Ｘ（０６）３ ０ ４ － ４
焊 接 技 术
第 ３ ５卷 第 ３期 ２ ０ ０ ６年 ６月
基 于 双 ＤＳ 数 字 化 控 制 的 交 直 流 脉 冲 弧 焊 逆 变 电 源 Ｐ
控 制 焊 接 热 输 入 ，提 高焊 缝 成 形 质量 ，拓 展 其 应 用 范 围 。
本 文 研 究 开 发 的 交 直 流 复 合 脉 冲 弧 焊 逆 变 电 源 不 仅 可 用 于 钨 极 氩 弧 焊 ， 也 可 用 于 手 工 焊 ，可 以 尝 试 采 用 交 直 流 复 合
基于DSP的多功能数字化电源研究
中图法分类号
Ｔ Ｇ ４ ３ ４ ． １ ；
文献标志码
Ａ
焊接过程是一个复杂而瞬变的过程 ， 除了具有
大电流、 变化迅速 、 参数提取困难 、 干扰严重等特点
外， 还根据不 同的焊接方式具有截 然不同的特点。 多功能数字化 弧焊电源需要 同时适应 ｃ ｏ ： 气体保 护焊的间歇性短路环境 ； 也要适应普通脉 冲焊大电 流的冲击； 更要适应双脉冲焊高速的电流切换 。因
此， 复杂 的焊 接环境 和 多 种 焊接 方 式 的差 异 对 多 功
１ 基于 Ｄ Ｓ Ｐ的数字化弧焊 电源
针对 以上要求设 计的基于 Ｄ Ｓ Ｐ控制的多功能
数字化弧焊电源系统框图如图 ｌ 所示。
控制 系统 以 Ｔ Ｉ公 司 的 高 速 Ｄ Ｓ Ｐ 芯 片
Ｔ Ｍ Ｓ ３ ２ ０ Ｌ Ｆ ２ ４ ０ ７ Ａ ｌ ３ 为主控芯片 ， 通过扩展其它功能 电路 ， 实现 对焊接过程的控制。该 系统 主要包 括 ： Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ全桥逆变电路、 Ｄ Ｓ Ｐ ２ ４ ０ ７ 控制电路、 送 丝电路 、 驱动 电路、 人机交互系统电路 、 反馈 电路 ， 以及其它 辅助电路 。 图 １中无源谐波抑制是通过将输入 的 ３ 相３ ８ ０
４ 结论
该 系统实 现 了 焊 接 工 艺 过 程 和 焊 接 参 数 的 方 便 设置 和统 一 管 理 ， 用 户操 作 和 显 示 界 面 简 洁 、 直 观、 灵 活 ，极大 地提 高 了多 功 能 数 字 化 弧焊 逆 变 电 源 的实用性 。通过 对 典 型 脉 冲 Ｍ Ｉ Ｇ焊 的焊 缝 的分
⑥
２ ０ １ ３ Ｓ ｃ ｉ ． Ｔ ｅ ｃ ｈ 。 Ｅ ｎ ｇ ｒ ｇ ．
矿冶技术
基于 Ｄ Ｓ Ｐ的多功能数字化 电源研究
CO2焊焊接参数及对焊接质量的影响
JIU JIANG UNIVERSITY毕业设计题目：CO2焊焊接参数及对焊接质量的影响院系：机械与材料工程学院专业：焊接技术及自动化姓名：年级：指导教师：二零一零年十二月摘要二氧化碳气体保护焊是焊接方法中的一种，是以二氧化碳气为保护气体，进行焊接的方法。
在应用方面操作简单，适合自动焊和全方位焊接。
在焊接时不能有风，适合室内作业。
由于二氧化碳气体的热物理性能的特殊影响,使用常规焊接电源时,焊丝端头熔化金属不可能形成平衡的轴向自由过渡,通常需要采用短路和熔滴缩颈爆断、因此,与MIG焊自由过渡相比,飞溅较多.但如采用优质焊机,参数选择合适,可以得到很稳定的焊接过程,使飞溅降低到最小的程度.由于所用保护气体价格低廉,采用短路过渡时焊缝成形良好,加上使用含脱氧剂的焊丝即可获得无内部缺陷的质量焊接接头.因此这种焊接方法目前已成为黑色金属材料最重要焊接方法之一。
本文主要是介绍二氧化碳气体保护焊的发展及前景。
分析二氧化碳焊的特点及在薄板厚板、工程机械、供水管道当中的应用。
介绍了二氧化碳焊焊接工艺参数对成形质量的影响及二氧化碳中飞溅问题的分析与处理。
通过实验研究得出实验前所设计工艺参数中最为合理的应用参数。
【关键词】：二氧化碳气体保护焊焊接参数缺陷成形质量目录第1章绪论 (1)1.1 焊接发展概况 (1)1.2 焊接方法分类及特点 (2)1.3 本课题研究的内容及意义 (4)第2章二氧化碳焊 (6)焊原理特点及应用 (6)2.1 CO22.1.1 CO2焊基本原理 (6)2.1.2 CO2焊基本特点 (6)2.1.3 CO2焊的一些应用 (7)焊设备 (7)2.2 CO2焊的焊接材料.......................................... ..92.3 CO22.3.1 CO2保护气体 (9)2.3.2 CO2焊焊丝 (9)焊缺陷及处理措施 (10)2.4 CO22.4.1合金元素的氧化 (10)2.4.2 CO2焊气孔 (10)2.4.3 CO2焊飞溅及处理措施 (11)第3章二氧化碳焊实验设计 (13)3.1 实验材料 (13)3.1.1 20R钢板成分及性能 (13)3.1.2 H08Mn2SiA焊丝 (14)3.1.3焊缝分布 (15)焊设备及工艺 (15)3.2 CO23.3 实验工艺参数 (16)第4章实验及数据 (18)4.1 焊接试样 (18)4.1.1 焊前准备 (18)4.1.2焊接过程 (18)4.1.3焊后处理 (19)4.2 外观无损检测 (20)4.3 形貌观察 (22)4.4 硬度 (25)第5章数据整理及分析 (26)5.1 数据整理 (26)5.1.1 焊接电流对焊缝质量影响 (26)5.1.2电弧电压对焊缝质量影响 (27)5.1.3接头性能分析 (27)5.2 工艺参数对比及分析 (28)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第1章绪论焊接是被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接的工艺过程。
用于气体放电的多路组合开关电源系统放电原理及构成
用于气体放电的多路组合开关电源系统放电原理及构成谢天海摘㊀要:等离子弧是目前国内外研究的热点之一ꎮ文章以产生等离子体电弧的放电电源和电弧起动器为研究对象ꎬ查阅相关国内外的放电电源电流谐波大㊁动态性能差㊁电弧起动器性能差ꎮ结合近年来新材料㊁新功率电子器件在开关电源中的应用现状ꎬ分析组合式直流开关放电电源系统原理及构成ꎮ关键词:原理及构成ꎻ动态性ꎻ开关电源ꎻ电源系统㊀㊀放电电源直接向放电气体电极两端提供电能ꎬ是气体放电系统的关键环节ꎮ根据电弧理论和气体放电电源的实际应用ꎬ等离子体负载主要表现为电平或上升伏安特性ꎮ根据电弧电源系统稳定性的基本原理ꎬ为避免一般引弧不成功和电弧中断ꎬ应采用陡降特性较好的放电电源ꎮ由于气体放电电源需要在高压大电流的恶劣工作条件下长时间工作ꎬ系统的可靠性成为气体放电电源的首要条件ꎮ一㊁开关电源系统设计理念由于等离子体放电的特殊性ꎬ当初始状态不起弧时ꎬ需要用几千伏的高压脉冲和几安培的脉冲电流在电极之间击穿形成电流通道ꎬ但击穿后ꎬ放电电极之间的周围环境会发生变化ꎮ此时ꎬ要想保持两个放电电极之间的原始状态ꎬ保证电极之间的电弧可靠ꎬ不会出现灭弧现象ꎬ就必须有适当的电压和电流来维持这种状态ꎮ为此ꎬ文章设计了引弧电源和主放电电源对电极的双电源供电方式ꎮ该系统主要由主电源电路㊁引弧电路和控制系统三部分组成ꎮ放电电源和引弧电路主要包括进线低压开关㊁隔离变压器㊁交直交直流变换主电路㊁ＰＷＭ脉冲形成及控制单元㊁高频变压器㊁高频整流环节㊁直流滤波环节㊁保护环节ꎮ控制系统包括主电源逆变电路㊁控制脉冲产生电路㊁驱动保护电路㊁电压电流闭环电路ꎮ该系统的工作原理是:引弧电源负责产生高的脉冲电压和小的脉冲电流ꎬ并通过耦合线圈将其耦合到主放电电源中的电极两端ꎬ以保证两电极之间的气体在电路的初始状态下能够正常工作可靠地分解ꎮ击穿后ꎬ高频高压引弧电路自动切断ꎬ然后主电源电路维持两个放电电极之间的电弧ꎮ二㊁开关电源系统主功率电路与起弧电路的电气连接如果两者纯粹是耦合的话ꎬ那么就有两种连接方式:直接耦合和间接耦合ꎮ然而ꎬ由于电弧等离子体的特殊性ꎬ它产生时需要几千伏的高压和几百毫安到几安培的电流ꎮ产生后ꎬ电极周围的环境发生变化ꎮ此时ꎬ必须维持等离子体的存在ꎮ几百伏特的电压和几百安培的电流ꎮ这使得主电源电路和引弧电路在电压㊁电流水平或功率水平上不属于同一个数量级ꎬ因此如果采用图中右侧所示的直接耦合方法ꎬ则在引弧时会导致引弧失败ꎮ电路的高压接到主电源电路ꎬ使电路中的元件因电压应力不足而发生故障ꎬ在稳弧过程中ꎬ主电源电路的大电流流入引弧电路ꎬ因此电路中的元件是由电流应力不足引起的ꎮ为了解决这个问题ꎬ文章最后决定采用了间接耦合的电气连接方法ꎬ如图１所示:图１ 直接和间接耦合方式的电气连接三㊁开关电源系统电磁性兼容性设计气体放电电源的电磁干扰主要来自两个方面:第一是电源的噪声ꎻ第二是放电电源内部产生的噪声ꎮ首先指出ꎬ文章研制的多路组合式气体放电开关电源是一种典型的强弱电流组合系统ꎮ系统在放电的瞬间会对电网和自身产生严重的影响ꎬ再加上系统周围其他工业设备对电网的影响和产生的电磁干扰ꎬ放电电源的噪声干扰更为严重ꎮ系统电磁兼容的设计原则是:首先对放电电源的电磁兼容进行预测和分析ꎬ找出电磁兼容的薄弱环节ꎬ并采取相应措施降低系统的电磁干扰ꎮ(一)电磁兼容预测与分析电磁兼容预测与分析包括电路中敏感元件的分析㊁干扰源的分析以及电磁兼容设计中薄弱环节的定位ꎮ１.敏感成分分析查找系统中易受电磁干扰影响的设备ꎬ如系统中常用的温度㊁电压和电流霍尔传感器ꎮ上述传感器易受噪声干扰ꎮ２.可能的干扰源根据系统组成ꎬ找出辐射干扰和传导干扰的来源ꎬ如:(１)主电源电路的电力电子器件换相或切换时产生的电流谐波和峰值电压ꎬ会对电源线造成传导噪声干扰ꎬ也可能对其他电路造成电磁辐射干扰ꎮ(２)主电源电路高频变压器二次侧输出电路中的功率二极管在反向恢复时间内产生短路效应ꎬ导致输出电路中出现大电流尖峰ꎮ(３)高频引弧电源在引弧过程中ꎬ放电电极上的电压高达４ｋＶꎬ会产生强烈的辐射干扰ꎮ(４)细振动:系统中的控制器通常具有细振动ꎬ这可能会对外部电磁辐射造成干扰ꎮ(５)接触器:系统中开关式主放电电源的主回路采用接触器分㊁合闸ꎮ开关噪声会在开关瞬间产生ꎬ干扰敏感电路ꎮ(二)电磁兼容设计薄弱环节定位根据系统的互连情况ꎬ找出传导或辐射漏点ꎬ例如ꎬ系统中的模块之间ꎬ需要通过电线或连接器相互连接ꎮ因此ꎬ无法实现完整的电磁密封设计ꎮ因此ꎬ内部模块之间可能存在电磁相互干扰和外部电磁泄漏的风险ꎮ(三)降低电磁干扰设计文章的电磁干扰抑制设计主要包括机箱电磁兼容设计㊁接口滤波设计㊁ＰＣＢ版图设计㊁ＰＣＢ布线设计㊁时钟信号设计㊁电源信号设计和系统接地设计ꎮ１.底盘电磁兼容设计底盘结构的屏蔽设计采用以下设计方案:(１)采用整体结构设计ꎬ减小底盘各接触面漏磁间隙ꎬ使底盘形成良好的电磁场屏蔽系统ꎬ切断电磁干扰的耦合路径ꎮ(２)箱体及连接部位均经过导电氧化处理ꎬ使箱体成为４９１水电工程Һ㊀无缝整体ꎬ并增加了按钮式按钮的结合面设计ꎬ提高了其电磁兼容性ꎮ(３)外壳和外壳中的信号经过分类㊁分割和分层处理ꎬ以减少信号之间的串扰ꎮ(４)在印刷电路板上为需要屏蔽的电路设计一个单独的区域ꎬ并用结构件连接这些区域ꎮ采取以上措施ꎬ形成良好的电磁场屏蔽体系ꎬ减少内部干扰ꎬ提高系统性能ꎮ２.接口滤波器设计(１)在开关式主放电电源和高频引弧电源的输入端安装滤波器ꎬ减少传导干扰和辐射干扰ꎮ(２)ＤＳＰ控制板中各有源器件的电源滤波器设计ꎮ(３)为了克服周围其他设备对系统的电磁干扰ꎬ在信号输入输出端采用高频滤波电路ꎬ有效地滤除高频信号的干扰ꎮ３.ＰＣＢ布局设计(１)对核心组件的布局进行优先排序ꎻ然后对与核心组件密切相关的组件进行布局ꎬ尽量靠近核心组件ꎮ例如ꎬＤＳＰ需要配备晶体振荡器ꎬＲＳ２３２串行通信需要配备电平转换芯片等ꎮ(２)加热元件应紧靠印制板边缘放置ꎮ(３)组件的布局应便于测试和后期维护ꎮ例如ꎬ在ＢＧＡ封装的ＤＳＰ芯片的２ｍｍ范围内没有放置任何组件ꎬ以确保在维护该芯片时不会影响其周围的其他组件ꎮ４.优化信号质量布局的ＰＣＢ设计(１)在配电网去耦电容的布置中ꎬ低频滤波电容分布在电源输出端ꎬ高频滤波电容应靠近电源引脚ꎮ例如ꎬ在２４Ｖ到１５Ｖ电路的输出端放置一个１００Ｆ/３５Ｖ低频滤波电容ꎬ在ＤＳＰ芯片周围放置一个０.１Ｆ高频滤波电容ꎮ(２)为了便于划分电源层ꎬ降低电源电压降ꎬ在布局阶段应注意将同一电源的元器件放在一起ꎮ例如ꎬ使用＋１５Ｖ和１５Ｖ电源的模拟芯片集中在模拟电路领域ꎮ使用５Ｖ和１.８Ｖ的数字功率芯片应集中在数字电路领域ꎮ四㊁总结文章在对比现有放电电源实现方法后ꎬ提出了放电电源系统的设计理念ꎬ并详细分析了系统的放电原理ꎬ确定了放电电源系统是由７路独立开关电源组成ꎬ每路子系统均由开关型主放电电源与高频起弧电源组成ꎬ进一步介绍了如何实现二者在电气上的连接和工作原理ꎮ最后ꎬ分析了系统的电磁兼容性以及降低电磁干扰的方法ꎮ参考文献:[１]宁超ꎬ杨俊ꎬ纪云龙ꎬ等.基于组合冲击试验的气体放电管与ＴＳＳ管通流㊁差压变化研究[Ｊ].电瓷避雷器ꎬ２０１９. [２]张经敏.开关电源防雷保护措施探讨[Ｊ].西部广播电视ꎬ２０１９ꎬ４４２(２):２２４－２２５.[３]徐黄飞ꎬ张其林ꎬ蔡露进ꎬ等.气体放电管与半导体放电管配合使用方法的分析[Ｊ].电瓷避雷器ꎬ２０１９ꎬ２８７(１):２８－３６. [４]林庄ꎬ杨新国ꎬ汪国亮.一种中大功率多路低噪声开关电源的设计[Ｊ].电子与封装ꎬ２０１９ꎬ２０(５):４１－４５. [５]何欣洁.高电压技术中的气体放电及其应用探析[Ｊ].电子测试ꎬ２０１９.作者简介:谢天海ꎬ南京能瑞电力科技有限公司ꎮ(上接第１９３页)营销体制ꎮ在具体营销过程中坚持市场导向的原则ꎬ建立健全电力企业内部营销管理模式ꎬ实现电力营销服务创新ꎮ同时ꎬ电力企业还需要结合自身实际发展情况ꎬ及时采取有效措施改革内部营销服务管理体制ꎬ提高企业营销效率ꎮ供电企业为了能够有效全面的实施电力营销管理创新策略ꎬ需要转变传统的营销管理观念ꎬ追求更加优质且全面的电力营销服务ꎮ制订有效的营销方针ꎬ开拓当前市场空间ꎬ为企业营造更多经济增长点ꎮ同时ꎬ电力企业市场营销服务创新过程中还需要注重树立企业形象ꎬ打造电力企业营销品牌ꎬ提升电力企业营销服务竞争力ꎮ(三)供电企业电力营销服务创新的对策分析之完善技术支持系统随着科学技术的不断产生与发展ꎬ当前阶段供电企业发展过程中需要注重运用先进科学技术ꎬ不断完善电力企业营销服务创新中的技术支持系统ꎮ电力企业可以通过改善技术设备ꎬ为电力企业组织内部营销管理创新提供更多后盾ꎮ同时在技术支持系统的强大助力下ꎬ电力企业还需要加强营销管理过程中的监督和管理ꎬ运用先进科学技术提升电力企业内部营销管理质量ꎬ实现营销管理创新ꎬ促进企业经济效益提升ꎮ五㊁结束语综上所述ꎬ随着我国经济社会改革的不断深入和市场竞争的不断加剧ꎬ当前阶段电力营销服务创新得到越来越多企业组织的重视ꎮ供电企业电力营销服务创新具有系统性和复杂性的特征ꎮ在电力营销服务创新发展过程中ꎬ需要健全管理机构ꎬ树立长远利润观念ꎬ将企业发展理念同满足客户需求进行结合ꎬ同时还需要加快观念转变ꎬ培育更先进的企业营销服务意识ꎮ同时在供电企业电力营销服务创新过程中ꎬ内部组织需要注重对专业营销人才的培养ꎬ不断完善企业内部营销体制ꎬ通过技术支持系统不断增强监管和监督质量ꎬ促进电力企业经济效益不断提升ꎮ总体而言ꎬ电力企业营销服务创新具有重要意义ꎬ不仅仅有利于提升企业市场竞争能力ꎬ而且有利于满足企业发展目标ꎬ促进企业利益最大化ꎬ进而实现企业长远发展ꎮ参考文献:[１]李欣航.浅析电力营销的信息管理模式[Ｊ].黑龙江科技信息ꎬ２０１０(２８):１１６.[２]李春生ꎬ石伊可ꎬ曹志强.供电企业电力营销管理的创新发展探析[Ｊ].中国市场ꎬ２０１５(５１):２２８.[３]张兆光.试论供电企业电力营销管理缺陷及完善措施[Ｊ].中国高新技术企业ꎬ２０１５(５):１７５－１７６. [４]张琨.论供电企业营销的精细化管理[Ｊ].商场现代化ꎬ２０１０(３５):３９.[５]石伊可ꎬ曹志强.企业电力营销管理的创新发展探析[Ｊ].中国市场ꎬ２０１５.[６]曹志强.电力营销管理的创新发展探析[Ｊ].中国现代化ꎬ２０１５.作者简介:汤重亮ꎬ国网武汉供电公司客户服务中心汉口分中心ꎮ５９１。
第7章 弧焊电源的控制
(3) 控制电路的元器件数量明显减少：随着单片机的集成度的不断提高，以前 需要专用IC和分立元件实现的功能，可以在一块单片机内实现。 (4) 控制系统的可靠性高，易于实现标准化：采用单片机后，许多模拟信号的 处理被数字信号处理所代替，使控制系统的可靠性得到大大提高。对于某 一系列的弧焊电源产品，可以采用同一套硬件控制电路板；而软件可以采 用模块化设计，在产品开发时，根据不同的焊接方法，修改有关参数，并 将所需要的软件模块组合起来即可实现相应的焊接工艺。这样从软硬件两 方面都可以很容易实现标准化，进一步提高系统的性能和可靠性。 (5) 存储能力强，便于实现一机多用：存储技术的发展，出现不同的高速存储 技术，而存储的密度在大幅度提高。在控制系统中就可以存放不同的焊接 工艺应用程序及控制参数，这样就可以实现一机多用。 (6) 系统一致性好，便于生产制造：采用单片机实现信号的数字化处理，不会 出现模拟器件中因温飘和时飘等带来的差异问题，使产品的一致性好。
保护气体
焊接电流
预热
缓升
正常焊接
缓降
填弧坑 后通气
图7-2 弧焊工艺控制时序 TIG焊（带高频引弧）工艺时序
7.2.2 引弧和收弧控制技术
数控逆变焊机电流波形控制技术
数控逆变焊机电流波形控制技术刘忠杰;惠良哲生;波多晓;仝红军;上山智之【摘要】针对采用大规模集成电路LSI芯片的新型逆变气体保护焊机及其输出电流波形控制技术进行讨论.根据选用的保护气体种类,优化直流焊接模式的电流输出,采用“改进型冷桥过渡CBT-EX”的熔滴过渡控制方式对短路过渡进行处理,大大降低了飞溅的发生量.实现了从薄板焊接的低电流领域到厚板焊接的高电流领域的高品质焊接.根据焊接母材材质,优化脉冲波形,获得“一脉一滴”理想的熔滴过渡形式,减少了飞溅量,提高了焊接速度.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2016(046)003【总页数】7页(P48-53,65)【关键词】弧焊电源;冷桥过渡;短路过渡;脉冲波形【作者】刘忠杰;惠良哲生;波多晓;仝红军;上山智之【作者单位】日本OTC公司,日本神户6580033;日本OTC公司,日本神户6580033;日本OTC公司,日本神户6580033;OTC机电(青岛)有限公司,山东青岛266500;日本OTC公司,日本神户6580033【正文语种】中文【中图分类】TG434.1数字控制逆变焊机的优点在于通过对逆变器的高速实时控制，实现对电弧的高速、高精度控制，并可减小焊机体积、减轻质量[1]。
研究人员已经掌握了电弧阴极斑点的变化规律和稳定电弧的要素，通过控制焊机输出波形，极大提高电弧的稳定性[2-4]。
近年，随着数字模拟技术和电弧观察技术的进步，使复杂的电弧现象呈现在研究人员面前，加深了对电弧现象的理解。
在焊接学术研究方面，已经制定了到2020年[5]甚至更长的时间表，届时可以在理论指导下对电流波形进行控制，从而实现对焊接方法和焊接性能的控制和提高。
将来对焊机的要求更高，其处理能力远超现在的数字控制逆变焊机，同时这也是高性能焊接工艺的要求。
在此介绍新开发的焊接控制芯片和最新波形控制技术，以及采用这些新技术的焊机所具有的焊接性能。
目前一般采用通用芯片作为焊机的中央控制器。
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流引弧法 ， 电压在空 载 以上并 且 出现 电流（ 从 刚短 路） 时 即对 电流进 行控 制 ， 使整 个 引弧 电流 值不 超过 给
定 的峰值 电流 值 ， 避免 过 大 的不可 控 的短路 电流 对
电路 和 引弧过 程 的冲击 ， 很 大程 度上 提 高引弧 过 在
程 的稳定 性 。
专磨讨论
雹晖墩
第２ ４卷
功 率 为 １０ 但 传 统 意义 上 的引 弧 由于 在恒 电压 ０ ％。 外 特 性 下 ， 接 电流 是 被 动 的 ， 焊接 电流 处 于不 焊 故
受 控 状 态 下 。 种 不 受控 的焊 接 电流 波 动性 较大 ， 这
电嘴
一
方 面会烧 毁功 率 器件 ， 一方 面会 引起 焊丝 发 生 另
焊 丝 与 导 电 嘴 之 间 引 燃 出 现 问 题 ， 导 致 焊 丝 成 段 并
约 为几 十 Ｈ， 得 短 路 电 流上 升 速 度 较快 ， 焊 使 故 接 回路 动 态 响应 速 度 高 ， 电流上 升 速 度 快 ， 态 响 动
应时 间大约为 ０ － ．ｉ ， 足引弧 时电流上 升率 需 ． １ ｓ满 ５ ５ｎ
成段 的爆 断 ， 致整 个引 弧过程 失败 。 导
２ ＣＯ２ 流 引 弧 法 限
根据 上述 分析 ， 引弧过 程 中对 焊接 电流 进行 控 制将 大大 提高 引弧 过程 的稳 定 性 ， 能够 保证 可靠 的
Ｔ件
一
次性 引 弧成 功 。本平 台以此 为 目的 ， 计 了一 种 设
爆断。 而解 决上 述 问题 的途径 就是 提高 引弧 阶段 的 短 路 电流上 升速度 ｄＪ ｔ ｉｄ。 现 代逆变焊 机 中， 接 回路 的 电感值 较小 ， 焊 焊 使 接 回路 的动 态 响应速 度 大大 提高 ， 动 态响 应速 度 其
可 以 小 于 １ｍｓ 因此 逆 变 电 源 引 弧 时 ， 路 电 流 增 。 短
接 触 电阻的大小有关 。在焊丝 与工件接触 的瞬 间 ， 基 本 不变 ， 以 瞬间 为无 穷 大 。 尺 可 随着 短 路 电流
的 增 加 ， 点 迅 速 软 化 ， 剧 减 小 。 时 ， 果 能 Ａ 尺 急 此 如
够 保 证 ４ 点 比 点 先 熔 断 ， 么 必须 在 尺 很 大 时 那 快 速 上 升 短路 电流 ， 即提 高 短 路 电 流增 长 速 度 ｄ／
求 。 传统 的接 触式 短路 引弧 ， 丝与工 件接 触后 ， 但 焊
电压会 迅 速下 降 ， 常 是 电压 下降 到短 路 电压后 对 通 电 压进 行 判 断 ， 而进 入 引弧 程序 ， 从 电流 通 常是 不
可 控 的 ， 个 引 弧 过 程 稳 定 性 差 。 本 平 台 采 取 的 限 整 而
称为 恒 电流引 弧过 程 。
热大 于 Ａ 点 附近 电 阻热 ， 么 Ａ 点 不能 及 时爆 断 ， 那 而 是 Ｂ 点 发 生 爆 断 ， 将 导 致 引 弧 失 败 ， 有 可 能 必 并
发生 回烧 导 电嘴 的现象 ， 损坏 焊 接设备 。
１ ． 影 响 引弧 成 功 的 因 素 ２
常见 的提 高 引弧成 功 率 的方 法有 ： 焊 接 电源 对
现代 逆 变 焊 机 中 ， 出 回路 的电 感值 较 小 ， 输 大
特性 采 用启 动 补偿 ； 提高 电流上 升 率 ｄＪ ｔ提 高 短 ｉｄ ； 路峰 值 电流 ； 慢送 丝引 弧 ； 联 电容法 ； 球 Ｆ＿ 并 去 ］ｒ或
。
否则 随着 时 间 的增 加 ， 果 在 日点 附 近 的 电阻 如
序 ， 断采 样 电流得 到 反 馈值 ， 不 反馈 值 与 给 定值 进 行 比较 ， 过 Ｐ 调 节 改变 占空 比 ， 通 Ｉ 经输 出电抗器 滤
波后使 实 际输 出 的电流 值与 给定 值趋 于一 致 ， 终 最 达 到控 制 电 流 的 目的 。 整个 引弧过 程 中 ， 在 电流 始 终是 可 控 的 ， 且从 调 节 过 程来 看 ， 个 过 程 也 可 而 整
通过 控制 引弧 时 电流来 达 到稳 定可 靠 引弧 的程 序 ，
图 １ 引 弧 示 慝
充 分发挥 数字 信号 处 理器 高速 运算 的能力 ， 时采 实
样 电压 、 电流 值 ， 效 控制 引 弧 的各 个 过程 ， 有 以此 来 限制引弧 过 程 中的 电流值 。 由于 送 丝 速度 的快 慢 也是 引 弧 成 功 与 否 的关 键 因素 ， 本 平 台在 引 弧过 程 采 用慢 送 丝 引弧 。 故 整 个 限流控制 过程简 述如下 ： 焊丝 以慢送 丝速度送 进 ， 当焊丝接触 到工件 ， 焊丝 与工件之 间发生短路 ， 焊接 电压迅速 下降 ， 同时在 电压 下降 的过 程 中电流上升 ； 当 电压 还在 空载 时 ， 电流 产生 瞬 间 ， 即起 动 引 弧程
Ｆｉ ． Ｃｈａ ｔｏｆａ ｃ ｉ ｉｉ ｇ１ ｒ ｒ ｇｎ ｔｏｎ
假 设 为 Ａ 点 的 接 触 电 阻 ， Ｒ 为 点 与 焊 枪 问 的 接 触 电 阻 。Ａ 、 点 要 想 发 生 爆 断 ， 么 在 这 Ｂ 那 两 点 附 近 的 电 阻 热 必 须 足 够 大 ， 电 阻 热 的 大 小 与 而
引弧前 预先用钢丝 钳将焊丝末 端剪尖 ； 在半 自动 Ｃ Ｏ 气体保护焊时采用滑擦 引弧方式 ； 电极 与工件 之间 在 并联 电容 ； 加 瞬时引 弧 电流 ， 善 引弧性 能 等＿］ 增 改 ｌ。 － ５ 早 期 的接 触 式 引 弧 研究 主要 是 解 决 引 弧 成 功 率 的 问题 。 统 概 念上 的引 弧 成 功 的标 志 是 ： 丝 传 焊 与工 件接 触后 ， 电弧 能够 在焊 丝 与工 件之 间 迅速 引 燃 。 弧失 败 的标 志是 ： 丝 与工件 接 触后 ， 弧在 引 焊 电