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基于波控技术的CO_2焊电源的研究

陈明清  
【摘要】: 随着微机技术在焊接领域应用的不断深入,波控技术在弧焊电源中的应用也成为新型焊机研究的一主流方向。本文以波控技术为基本指导思想,应用微机技术,对CO_2焊短路过渡用电源加以研究。根据CO_2焊短路过渡过程的特点对其进行细分成七个阶段。在颈缩形成过程中,提高电流上升速度,促进颈缩形成,而在短路过渡后期降低电流,使液桥低能量爆破,完成较小飞溅的短路过渡。在此过程中,通过电流电压传感器实时采样电流电压值,并送至微机处理,控制输出符合于短路过渡特点的电流电压波形。 本文在分析CO_2焊飞溅产生和焊缝成型机理的基础上,探讨了CO_2焊短路过渡过程的控制策略,采用简单的三相桥式不可控全桥电路的主回路形式。利用IGBT响应速度快且易于控制的特点,在主回路的输出侧直接用单片机控制大功能器件(IGBT)工作于开关状态。IGBT驱动电路采用的是专用驱动模块M57962AL,其特点是能稳定可靠地驱动IGBT,为整个系统的正常工作提供保障。利用定频调宽原理,实时准确地检测CO_2焊短路时刻和熔滴颈缩时刻及各细分阶段的电弧参数值,并通过单片机处理,控制得到符合CO_2焊短路过渡细分各阶段的电源外特性。 单片机控制系统芯片采用的80C196KC。主要用到的资源引脚有HSI高速输入引脚,P1口,P2多功能口和A/D转换接口等。同时系统设有键盘/显示电路和指示报警系统,用于指示过程控制状态和系统故障报警。软件技术,采用了中断服务技术,及时处理各类故障和实时控制,程序结构采用了子程序编程思想,使其清晰明了,便于调试修改,同时采用了软硬件综合抗干扰措施,提高系统稳定性。 系统研究证明了本系统的可行性,同时也是控制CO2焊飞溅问题的有效措施,即降低了成本又使控制简单,易于实现。


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