短路过渡电弧控制系统自调性能的分析和研究.pdf

万方数据
掀:短路过渡电弧控带系统自调性能的分析和研究作者简介:白文杰校校轿魅耍妒浚饕4邮潞附庸重珲域白文杰,区智明,孙晓明把短路过渡焊电弧弧长自调过程的特点寤4笱Щ倒こ滔担本摘要:电弧自调性能的强弱会影响电孤长度在扰动下的恢复能力,从而影响焊接电弧的稳定性和工《关键词:搪饭珊福坏缁∽缘餍阅埽坏缭刺匦中图分类号:文献标识码:文章编号:—、。童电弧的弧长稳定性是短路过渡:气体保护性能。针对搪饭珊附拥缁】刂葡低常⒘讼低车氖P停⒎治鱿低车牡缁∽缘餍阅芗捌涞要影响因素。分析结果表明,焊接电源动特性对电孤自调性能的影响是决定性的。通过工艺实验证实了上述结论。在此基础上,设计了非对称电予电抗器,显著提高了:短路过渡焊接电弧的自调性能。琌畂,,.甌短路过渡:气体保护焊适用于全位置焊,焊接效率高,且謇丛垂惴骸⒓鄹竦土虼在工业生产中应用广泛。灞;ず敢远搪饭渡形式的应用最为广泛,但是这种过渡方式焊接飞溅大,导致电弧稳定性差,焊缝窄而高,成形不好,不能完全适应超薄件以及高精密度焊接,制约了灞;ず冈诠ひ瞪械慕徊酵乒愫应用。焊接控制系统的重要工艺性能之一,它取决于电弧控制系统的电弧自调性能。由于系统中焊丝送进速度不变,因此系统的电弧弧长自调性能实质上就是在弧长扰动下焊接电流和焊丝熔化速度的变化使得弧长恢复的过程。上述焊接电流和焊丝熔化速度变化的动态过程决定了弧长恢复过程的快慢和弧长的自调性能。在此主要研究短路过渡气体保护焊系统的电弧自调性能,提出改进现有的电弧控制系统,提高电弧的稳定性。传统观念认为,电弧的自调性能取决于电源的外特性。这种说法对于电源动态响应很快的射流过渡来说是正确的,因为射流过渡负载状态变化很小【浚没有短路过渡以及由此产生的焊接飞溅,对电源动响应没有限制的要求,动态响应很快,电源的外特籹籧收稿日期:——第卷第期年月猰琒甒篶程控制和自动化领域的研究工作。.:
万方数据
另弧.%—等,犯度;眦;〕じ扇拧短路过渡焊电弧控制系统的数学模型山式中影。为焊丝熔化速度;口沩送丝速度。系统稳定性分析弧长对扰动的传递函数性斜率决定了电弧的自调性能。但是对于短路过渡焊来说,这种说法是不准确的,甚至是错误的。其主要原因是:为了限制短路末期产生的焊接飞溅,获得稳定的焊接电弧,短路过渡电弧控制系统需要设计相应环节来限制短路电流增长率和焊接电流峰值。而这些限制电流变化率的技术措施同时又对电弧弧长的恢复过程和自调性能产生重要的影响,并起着决定性的作用。整个短路过渡焊电弧控制系统的惯性时间常数主要包括系统控制部分的时间常数和焊接回路的时间常数两部分。系统控制部分的时间常数由电子电抗器来控制和调节;焊接回路的时间常数决定于焊接回路的直流电感秃附拥缁』蚨搪芬呵的等效电阻涞刃奔涑J猆8荻糠析,在逆变式灞;ず富校缱拥缈蛊鞯时间常数要比焊接回路的时间常数大得多。在焊接弧长扰动产生时,短路焊接电弧控制系统的动态特性直接决定了弧长恢复过程中的电流和熔化速度的变化量,决定了弧长恢复过程的力度和时间,也就决定了当扰动出现时电弧弧长的自调性能和弧长的稳定性。因此,对于短路过渡来说,电源外特性斜率也是影响系统动态特性的诸多参数之一,它通过系统动态特性来影响电弧自调性能。但是,电源外特性斜率不是影响短路过渡电弧的自调性能的决定因素。只有电源动特性才是决定电弧自调性能的最直接的因素。综上所述,在短