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脉冲旁路耦合电弧MIG焊的动态数学建模及过程控制
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:机械工程学报
  • 时间:2015.1.10
  • 页码:8-12-
  • 分类:TG409[金属学及工艺—焊接]
  • 作者机构:[1]兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,兰州730050
  • 相关基金:973计划前期研究专项(2014CB660810); 国家自然科学基金(51165023); 兰州理工大学红柳杰出青年教师培养计划; 甘肃省自然科学基金资助项目
  • 相关项目:铝钢异种金属双旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法及机理研究
中文摘要:

脉冲旁路耦合电弧熔化极惰性气体保护(Metal inert-gas,MIG)焊是一种新型的低热输入焊接方法,它通过特定的接法引入旁路电弧与主路电弧实现热、力的耦合,利用旁路电弧的分流作用,实现熔化母材热量与熔化焊丝热量的独立控制,从而在精确控制母材热输入的同时保证熔滴的自由过渡形式,可以实现铝-钢等异种金属的连接。为了理论分析不同焊接参数对焊接过程的影响,通过等效、线性化处理与迭代数值求解算法,建立可以正确描述焊接物理过程的动态数学解析模型;针对焊接过程中耦合电弧稳定性较差且直接影响焊接质量的问题,提出通过检测弧压波动的反馈信号、实时调节送丝速度、进而控制耦合电弧稳定性的闭环控制方案,并基于快速原型系统进行焊接过程控制仿真与试验。仿真结果表明,当焊接过程受到干扰后,采用闭环控制方案可以显著提高耦合电弧的稳定性;焊接试验证明了控制仿真的预测与分析,进行闭环控制后,焊接过程更加稳定同时得到了成形良好的铝-钢异种金属接头。

英文摘要:

Pulsed double-electrode metal inert gas welding is a new kind of low heat input welding method. With different connection, parts of welding current bypassed and it controlled the base metal current and melting current separately. With free-flight metal transfer process, it could weld dissimilar metals. Aiming at the unstability of coupling arc in pulsed double-electrode metal inert gas welding process, a dynamic mathematic model has been built to truly describe and simulate the welding process with equivalent simplification, linearization and iterative solution. Then a control scheme is put forward and simulated, which changes the wire feed speed to adjust the main arc length, and further to control the stability of the coupling arc. Also the welding experiments with control scheme are carried based rapid prototyping system. Simulations proved the effectiveness of control scheme. And with controlling, the welding experiment is more stable and a good A1-Fe joint is acquired.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603