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高性能无飞浅CO_2弧焊电源的研制

张鹏贤  
【摘要】: CO_2气保焊由于其高效节能、成本低等优点应用越来越广泛,但其飞溅大、焊 缝成形差的问题一直没有得到根本解决,从而限制了其进一步的推广和应用。其次, 逆变焊接电源由于具有节能、体积小、重量轻等优点,已成为焊接电源的主导产品 之一。但与发达国家相比,我国目前在逆变焊机的研制与生产应用中还存在一定的 差距。本文主要针对以上问题,从事了以下方面的研究工作: 选用IGBT模块作为功率转换开关,采用全桥式逆变主回路,设计并研制了以 单片机80C196KB为核心的高性能微处理系统硬件和软件,大量工艺实验表明, 该电源具有动态响应快,运行可靠,抗干扰性强等特点。 利用自行研制的高速采集系统对CO_2焊短路过渡过程的动态信息参数,电压、电 流、信号进行分析、研究,确定了通过短路过程电弧电压来判别短路开始、结束时 刻,以电弧电压的二阶微分判断液桥颈缩开始时刻的信号源。同时论证了电流波形 控制解决飞溅、成形的可行方案。 确定了实现波形控制的主回路电感量,设计并研制了电流波形控制系统硬件和 软件,为保证输出回路电感的滤波作用和焊接过程电流的连续,同时满足电流波形 快速控制的需要,通过分析计算以及试验确定了输出回路的最佳电感量范围。根据 制定的波形控制方案,通过实验研究,确定了采用电流反馈调节+PWM直接给定 的综合控制方案来减小飞溅,改善焊缝成形的电流波形控制方法。


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