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基于单片机的短路脉冲混合焊接工艺及设备

更新时间：2020-02-09 17:02:31 大小：3M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：单片机短路脉冲 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

短路过渡是MAG焊中一种常见的过渡方法。传统MAG焊熔滴过渡过程中,因短路阶段占较大的时间比例,焊接过程中短路阶段为母材提供的热能却很小,而燃弧阶段又比其它焊接工艺短,所以容易导致对母材的加热不足,造成焊缝熔深较浅的成形缺陷。针对这一缺陷,为设计更为高效与灵活控制的焊接电源,对焊接电源的控制电路进行了改进。在保持原主电路和驱动电路大体结构不变的情况下,通过把MSP430单片机控制的脉冲信号与原控制电路输出的信号叠加后共同控制PWM波的形式,实现了在燃弧阶段有脉冲的短路脉冲混合过渡。短路脉冲混合过渡提高了MAG焊燃弧阶段的能量输出,增加了电弧的穿透力,从而可以增加焊缝熔深,改善焊缝的质量。

通过对传统MAG焊中短路过渡原理和特点的剖析,在掌握MAG焊焊接设备中主电路与控制电路原理后,重点针对MAG焊短路过渡中焊缝熔深较浅这一特点,设计了以MSP430单片机为核心的转换电路。转换电路根据短路过渡的电流、电压波形特点,通过检测原控制电路中的电压反馈信号,来判断熔滴过渡是否进入燃弧阶段,当进入燃弧阶段后,为焊接电流叠加一个脉冲,以实现增加燃弧阶段能量输出与电弧穿透力的目的。其中,转换电路外围电路由LM324、CD4052、TLP521、LM7815、LM7915等模拟元器件组成;在软件开发中,以IAR为软件开发环境,使用C语言编写了单片机程序。通过对完成后的硬件电路与软件系统的整体调试,确保了系统的稳定性,为后续的波形分析与工艺试验搭建了平台。

试验中,通过汉诺威分析仪的使用,得到了不同参数情况下焊接过程中电流、电压的波形图。通短路脉冲混合过渡试验,在观察了脉冲对焊缝表面、熔深影响效果的对比分析后,得到了不同脉宽与不同脉冲叠加位置时对焊缝的影响规律。在燃弧初期,电流值较高,叠加脉冲效果并不明显且容易产生飞溅;在燃弧后期,因接近下一周期的短路阶段,叠加脉冲后易引起短路瞬间电流值过高导致的飞溅;试验结果表明,为得到理想的效果,脉冲应叠加到燃弧阶段中期。为突出脉冲能量对焊缝的影响效果,选择在120A这一较小焊接电流下,在不同脉宽情况下进行焊接试验,通过对焊缝腐蚀后的结果对比发现,随着叠加脉冲的脉宽增加,熔深逐渐增大。试验最后,通过高速摄像机观察了混合过渡中各阶段的电弧形...