基于PFM平均电流调节的脉冲MAG焊熔滴过渡控制.pdf

维普资讯 华 南 理 工 大 学 学 报 (自然 科 学 版 ) 第36卷 第4期 JournalofSouthChinaUniversityofTechnology VO1．36 NO．4 2008年4月 (NaturalScienceEdition) April 2008 文章编号 ：1000-565X(2008)04．0014—40 基于 PFM平均电流调节的脉冲 MAG焊熔滴过渡控制术 吴开源 黄石生 李星林 吴水锋 (华南理工大学 机械工程学院，广东 广州 510640) 摘 要：为实现一脉一滴熔滴过渡这种最理想的脉冲熔化极活性气体保护(MAG)焊熔 滴过渡形式 ，采用峰值阶段恒流和基值阶段恒流实现电源外特性 ，针对两阶段恒流外特性 等速送丝条件下弧长的控制问题，基于高频逆变技术和DSP数字化控制技术，通过脉冲 频率调制(PFM)调节方式实现平均 电流的调节，从而调节焊丝熔化速度 ．解决一脉一滴 熔滴过渡过程中弧长的控制问题．试验结果表明，所设计的PFM平均电流调节系统能实 现 良好的脉冲MAG焊一脉一滴熔滴过渡，焊接过程稳定，焊缝成型美观． 关键词：脉冲熔化极活性气体保护焊；熔滴过渡；脉冲频率调制；电流调节 中图分类号：TG434．5 文献标识码：A 脉冲熔化极活性气体保护 (MAG)焊是一种焊 声音检测控制法 、电流电压波形统计分析控制法 接质量 比较高的熔化焊方法，它的突出优点表现为： 等 ，但 目前这些熔滴过渡控制方法所附加的检测 焊接电流调节范围比较宽，包括短路过渡到喷射过 设备复杂，难于在实际工业生产应用． 渡的所有 电流区域 ，既能焊接厚板 ，也能焊接薄板 ； 弧焊电源的必威体育精装版技术趋势是高频逆变技术和数 焊接薄板时与短路过渡相比熔透性好、焊接效率高； 字化控制技术相结合，即弧焊逆变电源的数字化控 可采用较小的平均电流进行焊接，焊接变形小。适用 制技术．高频逆变技术极大地提高了电源的动态响 于全位置焊接 ；熔滴过渡过程可控性 比较强；焊接时 应，其高达几万赫兹控制周期的响应频率为精确分 基本无飞溅 ，弧长短，轴向性好，熔敷效率高，焊缝成 析和控制熔滴过渡过程奠定了硬件设备基础．数字 型好，焊缝表面宽而平坦，焊接烟尘小…．熔滴过渡 信号处理器(DSP)方便、灵活和精确的控制性能可 不仅影响着焊缝表面的光滑度和几何形状，而且对 使熔滴过渡控制的实现变得相当容易． 熔深 、熔池的稳定性以及飞溅量都有较大影响。进而 本研究基于高频逆变技术和 DSP数字化控制 影响焊接过程 的稳定性和焊缝成型．脉冲 MAG焊 技术，通过脉冲频率调制(PFM)平均电流调节方式 熔滴过渡有多脉一滴、一脉一滴和一脉多滴三种过 实现脉冲MAG焊熔滴过渡的控制． 渡形式，其中一脉一滴是三种过渡形式中最理想的 一 种，所以对熔滴过渡过程进行控制，以便获得一脉 1 一脉一滴熔滴过渡控制方法设计 一 滴的最佳效果具有重要意义 ． 国内外大批学者都曾对脉冲MAG焊熔滴过渡 1．1 熔滴过渡控制原理 控制进行过大量的研究，提出了许多行之有效的控 脉冲MAG焊电源的外特性不同于一般的恒流 制方法．近年来发展的脉冲 MAG焊熔滴过渡控制 或恒压特性电源．脉冲峰值供电特性