脉冲MIG焊艺与设备.ppt

数字化脉冲MIG焊技术方案论证 MIG（脉冲MIG）焊接工艺与设备问题研讨 主要内容 MIG及脉冲MIG焊接方法概述 典型的脉冲MIG控制方法概述 脉冲MIG控制过程分析与方案论证 电源技术分析与方案论证 其它相关技术问题 工作进度讨论 MIG焊方法简述 MIG焊是熔化极气体保护焊（GMAW）的一种。在惰性气体保护作用下，电弧产生在连续送进的可熔化金属焊丝与焊接工件之间。保护气体通常采用惰性气体Ar气或以Ar气为主要成分的混合气体（85%Ar+15%CO2）。 MIG焊过程控制的基本原理 电弧的伏安特性 焊丝的熔化特性 电源的伏安特性 弧长的调节特性 MIG焊基本原理——熔滴过渡 焊丝在电弧的加热作用下熔化后以一定的形式过渡到焊接熔池中的过程成为“熔滴过渡”，熔滴过渡方式与焊接规范参数有关。 脉冲MIG的优点 射流过渡是一种理想的熔滴过渡模式，但是需要在较大的电流（大于临界电流）下才能实现，因此限制了应用范围。脉冲MIG利用脉冲电流方式，可以在较低的平均电流（低热输入）实现稳定的射流过渡，因此具有以下优点： 1、有利于薄板焊接 2、有利于全位置焊接 3、有利于使用粗丝焊接（粗丝送丝稳定性高） 脉冲MIG的关键技术与难点 脉冲参数与送丝速度的匹配 数字化技术解决的关键问题就是建立一个可以现场调用的数据库，即某一种焊丝（材料、直径），在一定的送丝速度下所对应的脉冲参数组合（峰值电流、基值电流、峰值时间、基值时间） 脉冲模式下的弧长控制 脉冲电流作用下的弧长也是波动的，如何保证弧长稳定，特别是在干伸长波动的条件下保证弧长稳定是脉冲MIG的主要控制难题 脉冲MIG与数字化的关系 脉冲MIG的技术发展依赖于数字化信息处理的发展，而不是仅仅依赖于数字化电源技术 焊接领域中数字化技术应用的主要成就之一就是脉冲MIG的实用化 脉冲MIG的实用化关键是用数字化技术解决了复杂的脉冲参数与送丝速度之间的数据存储与调用（智能式控制） 脉冲MIG的弧长调节方式 I/I控制方式 脉冲的峰值和基值都为电流模式 U/I控制方式 脉冲的峰值为电压模式、基值为电流模式 ACUU控制方式 脉冲基值和峰值的初始为电流模式、之后转为电压模式 弧长调节的重要性 I/I控制模式 基于改变恒流源给定的脉冲控制方式——传统脉冲控制方式 脉冲峰值的时间是固定的 脉冲基值的时间是根据对一个脉冲周期内的电压信号采样平均值控制 当弧长波动时，脉冲频率将随之波动 由于是基于平均算法控制，所以对导电嘴到工件之间的距离控制的响应速度较低 I/I控制模式典型波形 设定量：Ip，Ib，Tp，Vset 调节量：Tb 控制方式：V/F U/I控制模式 典型代表产品 U/I控制模式的设置菜单 典型代表产品 ACUU控制方式 典型脉冲参数参考-1 1.2mm 4043铝合金焊丝 典型脉冲参数参考-2 1.2mm 5356 铝合金焊丝 铝合金脉冲MIG焊接参数与熔滴过渡的关系 如何实现一脉一滴的熔滴过渡？ 一脉一滴是由脉冲参数决定的： (常数),也就是脉冲峰值电流与脉冲宽度的乘积为常数。 脉冲参数与弧长的关系 脉冲MIG焊的熔滴过渡（铝合金） 脉冲MIG焊铝——双丝焊 脉冲MIG过程的深入分析 数字化仿真技术 焊接电弧模型化 电源数字化模型 MIG数字化模型 MIG焊系统 系统描述 MIG电弧模型 从实际到抽象 MIG焊系统的模型化 从实际到抽象 电弧电压的分布 电弧伏安特性的数学描述 电弧与电源的关系模型 焊丝熔化速度模型 电弧弧长模型 MIG焊中个参数之间的基本关系 脉冲MIG过程的控制技术要点 在脉冲电流作用下，焊丝的熔化速度会变化，因此脉冲MIG弧长控制的基本要求——保持弧长动态稳定，即弧长La满足： 　　　　　　　0 La Lt-w 在焊接过程中动态调节焊接电流，动态地满足： WMR=WFS 弧长的控制调节方式 I/I脉冲MIG U/I脉冲过程波形 ACCU脉冲过程波形 脉冲MIG过程的控制原理（仿真） 仿真工具：LAbVIEW U/I 及 ACCU 的优点 脉冲频率固定 脉冲频率固定对于双丝焊的协同控制是必要的，这也是CLOOS在双丝焊接方面技术优势的基础。 弧长控制算法简单，利用了恒压电源的自身调节作用 U/I 及 ACCU 脉冲控制的关键技术 对电源的要求： 平特性与陡特性的在线快速转换 技术途径： 利用电源的复合外特性控制技术 如何解决电源的CC/CV特性转换 了解电源外特性控制的基本原理 分析现有产品的中实现方法 从外