液压式线性摩擦焊机单片机控制系统研究

【摘要】：线性摩擦焊接是研制高推重比航空发动机的重要技术，其应用与推广必将推动航空发动机制造业的快速发展。国外对这项技术研究起步较早，并已经开始在航空发动机整体叶盘制造和维修中广泛应用。为了打破西方国家在此领域的技术垄断，尽快开发具有我国自主知识产权的线性摩擦焊机是一项十分紧迫的科研任务。 论文研制了一套以89C52芯片为核心的液压式线性摩擦焊机单片机控制系统，设计了控制系统的硬件电路和软件程序；采用时间控制、变形量控制和功率峰值控制三种控制方式实现了焊接过程的自动控制。系统充分发挥了单片机的特点，可方便设定、采集、显示和存储焊接参数及数据。在信号调理电路中采用了线性光耦LOC110，有效实现了信号地线与数字地线的隔离，明显提高了系统的稳定性及抗干扰能力。交流变频技术与单片机控制技术的有机结合，大大拓宽了振动频率的变化形式及调节范围，提高了焊接过程的适应性及接头质量。论文实现了变形量与焊接功率值的实时采样，通过对采样结果进行分析，初步发现了在焊接过程中变形量及功率峰值的变化规律；测试了焊接过程中加压油路的压力变化曲线，为进一步提高线性摩擦焊接头的质量及深入开展焊接机理的研究提供了一定的试验依据。 本文研制的单片机控制系统已通过现场调试，焊机已成功的焊接了几批TC4试件。焊后试件的性能测试结果表明，焊接接头的拉伸强度、断面收缩率、延伸率及冲击韧性均已超过母材。 现场调试结果表明，控制器的软、硬件设计是合理可行的，整个系统设计合理、功能齐全、操作方便，完全满足焊接技术的要求。焊机及控制系统已全部实现工程化。