变极性GMAW焊接电源仿真建模与设计

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.创新点:(1)提出一种新的变极性焊接电流波形控制策略.(2)建立变极性GMAW焊接系统仿真模型,为电源设计提供参考.(3)研制了一台变极性GMAW焊接电源,在1 mm的低碳钢板上取得良好的焊接效果.

关键词：变极性;短路过渡;低热输入;熔化极气体保护焊

所属期刊栏目：42

分类号：TG434(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：广东省自然科学基金2021A1515011773

在线出版日期：2022-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：83-89