脉冲变极性等离子弧焊接系统和其特征信号分析.pdf

学兔兔 第 50卷第 18期 机 械 工 程 学 报 Vol1．50 NO．18 2014 年 9 月 JOURNAL0FMECHANICALENGINEERING Sep． 2014 DoI：10．3901／JM E．2014．18．059 脉冲变极性等离子弧焊接系统及其特征信号分析水 春 兰 韩永全 陈芙蓉 洪海涛 (内蒙古工业大学材料成型 自治区重点实验室 呼和浩特 010051) 摘要：研制基于单片机控制的具有高低频调制脉冲功能的双逆变变极性等离子弧(Variablepolarityplasmaarc，VPPA)焊接系 统，检测并分析叠加不同高低频脉冲参数条件下该焊接系统输出信号的特征，并对系统进行实际焊接试验，结果表明系统运 行 良好。从特征信号的时域及频域分析发现，当高频脉冲频率提高到2kHz时，与 1kHz相比较，脉冲上下降沿斜率降低 1．2 倍，高次谐波量增加 1．4倍。由焊接试验结果得出，当高频脉冲频率及正反极性电流等工艺参数选择合适时，可以得到比典 型 VPPA焊接更加优越的焊缝成形，获得具有均匀鱼鳞纹的理想焊缝。从焊缝显微组织的分析发现，脉冲VPPA焊接工艺得 到的焊缝晶粒比典型VPPA焊缝晶粒细小，因此该焊接工艺对进一步提高航空航天高强铝合金焊接质量具有重要意义。 关键词：脉冲；变极性等离子弧；信号分析 中图分类号：TG439 PulseVariablePolarityPlasmaArcW eldingSystem andAnalysisofIts CharacteristicSignals CHUN Lan HAN Yongquan CHEN Furong HONG Haitao (MaterialFormingKeyLaboratoryofAutonomousRegion， InnerMongoliaUniversityofTechnology,Hohhot010051) Abstract：Adouble—invertervraiablepolariytplasmaarc(VPPA)weldingsystemwithhigh—lowfrequencymodulation，controlledby single chipmicrocomputerisinrtoducedand itscharacteristicsofoutputsignalwith differentconditionsofaddinghigh—low rfequencypulseraetestedandanalyzed．Itsweldingtestisperformedna dtheresultsshow thesystem runswel1．Itisanalyzedfrom thetimeandrfequencydomainofthecharacteristicsignalsthatcomparewithlkHz，whenpulserfequencyincreasesto2kHzthe slopeofpulsereduces1．2timesandhigherharmonicincreases1．4times．Theweldingexperimentresultsshow thatitcangetbetter weldinggaphtanytpicalVPPAweldingandobtainunifomr rippleweldinglinewhenprocessparametersincludinghighrfequency pulse，positivenadnegativepolariyt currentsetc．arechosenappropriately．Afterexma inationoftheweldmicrostructure，itisfound thatthepulseVPPA couldobtainfinerweldgrainshtantypicalVPPA．Bec