摘要：针对传统晶体管式电阻点焊电源负载持续率低,电源输出模式单一和焊接接头一致性差等问题,设计了一种可实现电容快速充放电的变极性晶体管式微电阻点焊电源.分析了电源负载特性,设计了基于全桥逆变+H桥双相斩波电路的电源主电路拓扑,设计了基于高性能STM32双核控制器的数字化电源控制系统,提出了多阶段变脉宽式电容组快速充电方法,开展了电源输出特性测试和铜-镍薄片单面双点工艺试验.试验结果表明,设计的电源输出负载持续率可达5%以上,极性切换时间可低至0.1 ms以下,变极性输出模式可有效解决单极性模式下因极性效应现象造成的焊点尺寸不一的问题,电压控制模式焊接过程焊接接头性能优于电流控制模式和功率控制模式.

摘要：针对焊接过程中热输入大、薄板易熔穿等问题,研制了一种基于STM32F405单片机的高效变极性熔化极气体保护焊(variable-polarity gas metal arc welding, VP GMAW)焊接系统,可以通过调整焊接电流正负极性的时间以及电流的大小来控制焊接工件的热输入量.通过分析带耦合电感的半桥式二次逆变电路电流换向状态,建立相应的数学模型.针对变极性焊接过程中存在的问题,设计理想的控制波形并制定相应的控制策略.以上述的数学模型和控制方案为基础,建立变极性熔化极气体保护焊(gas metal arc welding, GMAW)焊接系统仿真模型,验证控制策略的可行性.将仿真结果与实际测量波形进行对比分析.结果表明,所建立的仿真模型符合实际预期,可以为变极性电源设计提供较好的参考模型.最后在焊接平台上使用制造的VP GMAW焊接样机在1 mm薄钢板进行堆焊试验.结果表明,焊缝表面光洁、成形规则,即使在变极性下依然能够实现薄板的稳定焊接.

摘要：为适应不同的电解酸洗工艺需求,设计了一种基于两级逆变的变极性脉冲酸洗电源及其实时控制方式,该电源具有直流、直流脉冲、交流对称脉冲和交流不对称脉冲等输出形式;通过电特性曲线测试分析和酸洗表面的微观形貌观察研究了交流对称脉冲电流模式下脉冲频率和电流密度对电解酸洗的作用.结果表明:存在与电流密度相对应的最佳脉冲频率,在最佳脉冲频率下进行酸洗,氧化皮去除效率高,工件表面光洁;最佳脉冲频率随电流密度的升高单调增加,脉冲频率对酸洗效果有明显的影响;可以通过实时控制频率的方法来提高酸洗效率和改善酸洗效果.

摘要：针对提高变极性焊接电源的整机效率和可靠性,设计了基于移相软开关变换的变极性焊接电源。电源一次逆变采用移相软开关控制,并结合具体的变换过程,给出了实现零电压软开关变换的参数设计。一次逆变输出经过全桥硬开关二次逆变以及前后极的协调控制,实现占空比和正负半波幅值独立调节的变极性输出特性。运用PSPICE对系统电路进行仿真分析,通过仿真结果得出实现软开关变换的条件以及该电路拓扑结构的缺点,验证了一次逆变桥在一定工作范围内,能够可靠地实现零电压软开关变换。

摘要：以航天薄壁结构件用2219铝合金变极性钨极惰性气体保护焊(GTAW)为背景,设计和研制了一套基于多信息传感的机器人变极性GTAW焊缝成形模糊控制系统.采用视觉传感系统实时获取焊缝的间隙和错边量,并利用相应的图像处理方法获取液态2219铝合金熔池的正面特征信息;采用模糊逻辑控制方法进行焊缝参数的在线调整和补偿控制,以确保焊缝熔透及其成形的均匀性.结果表明,对于厚度为8mm的2219铝合金对接焊,采用所设计的模糊控制系统能够根据焊缝的间隙量和错边量来实时调整焊接电流和送丝速度,使其熔池正面宽度较为稳定,从而保证了焊缝熔透及其成形均匀.

摘要：研究并设计了一种用于铝镁金属及其合金焊接的新型不对称变极性等离子弧焊设备．交变方波的正、负半波电流分别由两台独立的直流电源供电．与传统变极性等离子弧焊设备最大的不同是在焊接过程中，钨电极在极易烧损的负半波不接正极，因而使电极尖端的形状、尺寸得以长时间保持，大大提高了焊接过程的稳定性．另外，由于负半波主弧电流与维弧电流“各行其道”，从而避免了传统变极性等离子弧焊过程中主、维弧相互干涉，导致电弧不稳的现象．

摘要：针对焊接电源的稳定性设计原则 ,研究并设计了变极性TIG焊电源的驱动电路 ,以及过流 ,过热和过、欠压 3种保护电路 ,提出了逆变开关元件的保护方案 ,限定了最小触发脉宽 ,给出了调试过程中遇到问题的解决方法 .实验结果证明 ,该电路设计可靠 ,能保证变极性TIG电源稳定运行 .

摘要：首先分析了变极性方波电源二次逆变换向过程的特点 ,即开关器件切换的电压低 ,电流大 ,回路电感引起的续流过程在换向中起着重要的作用 ,它能提供适宜的反向驱动时间 ,或者促进再引弧电压形成。指出了反向驱动延迟时间td 并不等于电弧电流间断时间tD(即熄弧时间 )的实际情况。归纳出td>0、td<0两种换向控制方法 ,深入分析了两种控制方式下的换向过程机理 ,得出了相应的换向控制策略 ,并给出了实现方法及试验结果。最后指出了两种控制方法的不同特点及适用范围。从而深化了方波电源的换向理论 ,为改善这种电源的工作性能和可靠性 ,为其合理的设计 ,提供了进一步的依据。

摘要：变极性MIG/MAG焊工艺又称CP(Cold Process)冷焊工艺,主要用于0.2～2mm的薄板(钢、不锈钢、铝、镀层板、异种金属)和有磁材料的焊接,可以手工焊和自动焊。该方法显著地提高了焊接速度,减少了对母材的热影响和焊接变形。论文介绍了变极性MIG/MAG焊工艺的波形设计、熔滴过渡以及实际应用。

摘要：变极性脉冲熔化极氩弧(MIG)焊在其变换电弧极性时电弧是再引燃的物理过程,需要叠加双向高压脉冲以保证电弧可靠再引燃。研究了逆变弧焊电源的逆变结构及二次功率逆变电路的控制模式,设计了叠加双向高压稳弧脉冲的电力电路及其控制模式。试验表明,采用设计的变极性控制系统及双向高压稳弧脉冲叠加控制系统焊接铝合金时,系统运行稳定,完全达到了焊接可靠再引燃电弧的需要。