基于單片機的短路脈沖混合焊接工藝及設備.pdf

1、短路過渡是MAG焊中一種常見的過渡方法。傳統(tǒng)MAG焊熔滴過渡過程中,因短路階段占較大的時間比例,焊接過程中短路階段為母材提供的熱能卻很小,而燃弧階段又比其它焊接工藝短,所以容易導致對母材的加熱不足,造成焊縫熔深較淺的成形缺陷。針對這一缺陷,為設計更為高效與靈活控制的焊接電源,對焊接電源的控制電路進行了改進。在保持原主電路和驅(qū)動電路大體結構不變的情況下,通過把MSP430單片機控制的脈沖信號與原控制電路輸出的信號疊加后共同控制PWM波的形

2、式,實現(xiàn)了在燃弧階段有脈沖的短路脈沖混合過渡。短路脈沖混合過渡提高了MAG焊燃弧階段的能量輸出,增加了電弧的穿透力,從而可以增加焊縫熔深,改善焊縫的質(zhì)量。
　　通過對傳統(tǒng)MAG焊中短路過渡原理和特點的剖析,在掌握MAG焊焊接設備中主電路與控制電路原理后,重點針對MAG焊短路過渡中焊縫熔深較淺這一特點,設計了以MSP430單片機為核心的轉(zhuǎn)換電路。轉(zhuǎn)換電路根據(jù)短路過渡的電流、電壓波形特點,通過檢測原控制電路中的電壓反饋信號,來判斷熔滴

3、過渡是否進入燃弧階段,當進入燃弧階段后,為焊接電流疊加一個脈沖,以實現(xiàn)增加燃弧階段能量輸出與電弧穿透力的目的。其中,轉(zhuǎn)換電路外圍電路由LM324、CD4052、TLP521、LM7815、LM7915等模擬元器件組成;在軟件開發(fā)中,以IAR為軟件開發(fā)環(huán)境,使用C語言編寫了單片機程序。通過對完成后的硬件電路與軟件系統(tǒng)的整體調(diào)試,確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,為后續(xù)的波形分析與工藝試驗搭建了平臺。
　　試驗中,通過漢諾威分析儀的使用,得到了不同

4、參數(shù)情況下焊接過程中電流、電壓的波形圖。通短路脈沖混合過渡試驗,在觀察了脈沖對焊縫表面、熔深影響效果的對比分析后,得到了不同脈寬與不同脈沖疊加位置時對焊縫的影響規(guī)律。在燃弧初期,電流值較高,疊加脈沖效果并不明顯且容易產(chǎn)生飛濺;在燃弧后期,因接近下一周期的短路階段,疊加脈沖后易引起短路瞬間電流值過高導致的飛濺;試驗結果表明,為得到理想的效果,脈沖應疊加到燃弧階段中期。為突出脈沖能量對焊縫的影響效果,選擇在120A這一較小焊接電流下,在不同