材料加工工艺21

清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University zz焊接电弧控制是焊接自焊接电弧控制是焊接自 动化技术的基础和重要动化技术的基础和重要 内容。内容。 zz问题：问题：电弧自动控制的电弧自动控制的 目标和作用目标和作用？？ 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 焊接电弧自动控制系统的作用焊接电弧自动控制系统的作用 zz保证起弧和燃弧过程的稳定。保证起弧和燃弧过程的稳定。 zz通过自动调节弧焊 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 参数，控制熔池热输入和焊缝通过自动调节弧焊规范参数，控制熔池热输入和焊缝 成形，保证焊接质量。成形，保证焊接质量。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 非熔化极气体保护电弧焊非熔化极气体保护电弧焊 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 熔化极气体保护电弧焊 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 熔化极气体保护电弧焊 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 熔化极气体保护电弧焊 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 埋弧自动焊 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 埋弧自动焊 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 埋弧自动焊 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 电弧静态工作点的波动 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 焊接电弧的自动控制焊接电弧的自动控制 zz弧焊过程中，弧长的数值仅为几到十几毫米，弧柱场弧焊过程中，弧长的数值仅为几到十几毫米，弧柱场 强依电极 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 和保护条件不同一般为强依电极材料和保护条件不同一般为1010∼∼40 V/cm40 V/cm，弧长只要，弧长只要 有有11∼∼2mm2mm的变化，弧压就会有明显的变化。的变化，弧压就会有明显的变化。 zz在手弧焊操作中，焊工用眼睛观测电弧，当遇到弧长在手弧焊操作中，焊工用眼睛观测电弧，当遇到弧长 变化时，随即调整焊条送进量，以保持理想的电弧长度和熔变化时，随即调整焊条送进量，以保持理想的电弧长度和熔 池状态，这是一种人工调节作用。池状态，这是一种人工调节作用。 zz而在埋弧焊和气体保护焊中则需采用自动调节方式。而在埋弧焊和气体保护焊中则需采用自动调节方式。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 弧长自动控制系统弧长自动控制系统 对于熔化极焊接，弧长自动控制系统有三类：对于熔化极焊接，弧长自动控制系统有三类： zz第一类，通过实时调节焊丝送进速度，来适应焊丝第一类，通过实时调节焊丝送进速度，来适应焊丝 熔化速度而保持弧长。熔化速度而保持弧长。 zz第二类，通过实时调节焊接电源的输出电流（幅值第二类，通过实时调节焊接电源的输出电流（幅值 及其持续时间），来改变焊丝熔化速度，达到控制弧长抑及其持续时间），来改变焊丝熔化速度，达到控制弧长抑 制扰动之目的。制扰动之目的。 zz第三类，通过焊丝熔化系数的变化，影响其熔化速第三类，通过焊丝熔化系数的变化，影响其熔化速 度，从而保持弧长。度，从而保持弧长。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第一类弧长控制系统 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 第一类弧长控制系统分析 zz当弧长波动而引起焊接规范偏离原来的稳定值时，当弧长波动而引起焊接规范偏离原来的稳定值时， 利用电弧电压作为反馈量，并通过一个专门的自动调节装利用电弧电压作为反馈量，并通过一个专门的自动调节装 置强迫送丝速度发生改变。置强迫送丝速度发生改变。 zz弧长增加弧压增大，则通过反馈作用使送丝速度相弧长增加弧压增大，则通过反馈作用使送丝速度相 应的增加，从而强迫弧长恢复到原来的长度，以保持焊接应的增加，从而强迫弧长恢复到原来的长度，以保持焊接 规范参数稳定。规范参数稳定。 zz这是这是一种以弧压为被控量而送丝速度为操作量的闭一种以弧压为被控量而送丝速度为操作量的闭 环系统环系统————弧压负反馈系统。弧压负反馈系统。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第一类弧长控制系统分析第一类弧长控制系统分析 在稳定状态下在稳定状态下 vvff = k ( = k ( UUaa −− UUgg ) ) vvmm = = kkii⋅⋅IIaa −− kkuu⋅⋅UUaa vvff = = vvmm UUaa = [k / (k + = [k / (k + kkuu)] )] UUgg + [ + [ kkii / ( k + / ( k + kkuu)] )] IIaa 其中其中, k , k 为调节器静态比例放大系数。若为调节器静态比例放大系数。若 kk、、kkii 和和 kkuu为常为常 数，则弧压调节系统静特性是在电压坐标轴上有截距的直线。数，则弧压调节系统静特性是在电压坐标轴上有截距的直线。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第一类弧长控制系统分析第一类弧长控制系统分析 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第一类弧长控制系统分析第一类弧长控制系统分析 zz利用弧压反馈来控制弧长方法，主要用于粗焊丝熔利用弧压反馈来控制弧长方法，主要用于粗焊丝熔 化极自动电弧焊，如粗丝埋弧焊。化极自动电弧焊，如粗丝埋弧焊。 zz一般采用陡降特性电源匹配变速送丝装置。一般采用陡降特性电源匹配变速送丝装置。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第一类弧长控制系统分析第一类弧长控制系统分析 zz在焊接过程中，设定焊接电流主要是通过调整弧焊在焊接过程中，设定焊接电流主要是通过调整弧焊 电源外特性实现的；设定电弧电压主要是通过调整丝速给电源外特性实现的；设定电弧电压主要是通过调整丝速给 定值定值UgUg实现。实现。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第二类弧长控制系统分析第二类弧长控制系统分析 熔化极自动电弧焊过程中，焊丝的熔化速度熔化极自动电弧焊过程中，焊丝的熔化速度 vvmm与焊接与焊接 电流电流II及弧压及弧压UU的关系的关系 vvmm = = kkii⋅⋅II −− kkuu⋅⋅UU kkii：熔化速度随焊接电流变化的系数，其值取决于焊：熔化速度随焊接电流变化的系数，其值取决于焊 丝电阻率、直径、伸出长度以及电流数值。丝电阻率、直径、伸出长度以及电流数值。kkuu：熔化速度：熔化速度 随电弧电压变化的系数，其值取决于弧柱电位梯度、弧长随电弧电压变化的系数，其值取决于弧柱电位梯度、弧长 的数值。的数值。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第二类弧长控制系统分析第二类弧长控制系统分析 如果焊丝以恒定送丝速度如果焊丝以恒定送丝速度 vvff 送给，则弧长稳定时应送给，则弧长稳定时应 vvff = = vvmm I = I = vvff / / kkii + (+ (kkuu / / kkii) U) U 上式 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示在给定送丝速度条件下弧长稳定时电流和电上式表示在给定送丝速度条件下弧长稳定时电流和电 弧电压间的关系，或者说是等速送丝电弧焊的稳定条件，弧电压间的关系，或者说是等速送丝电弧焊的稳定条件， 通常被称为等熔化曲线方程通常被称为等熔化曲线方程。。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第二类弧长控制系统分析第二类弧长控制系统分析 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第二类弧长控制系统分析第二类弧长控制系统分析 zz等速送丝的自动电弧焊过程中，弧长突然缩短时，等速送丝的自动电弧焊过程中，弧长突然缩短时， 电弧的工作点将暂时从电弧的工作点将暂时从OO00点移到点移到OO11点，由于点，由于 II11 >> II00，， UU11 << UU00，， vvm1m1 >> vvm0m0 = = vvff 因此，弧长将因熔化速度因此，弧长将因熔化速度vvmm增加而得到恢复增加而得到恢复————电弧自身电弧自身 调节作用。调节作用。 zz如果弧长的缩短是在焊炬与工作表面距离不变的条如果弧长的缩短是在焊炬与工作表面距离不变的条 件下发生的，则电弧的稳定工作点最后将回到件下发生的，则电弧的稳定工作点最后将回到OO00点，调节点，调节 过程完成后系统将不带任何静态误差。当送丝速度瞬时加过程完成后系统将不带任何静态误差。当送丝速度瞬时加 快或减慢的情况下，调节过程是同样的。快或减慢的情况下，调节过程是同样的。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第二类弧长控制系统分析第二类弧长控制系统分析 zz当弧长的波动是由于焊炬相对高度变化而引起的情况当弧长的波动是由于焊炬相对高度变化而引起的情况 下，弧长的调节过程必然是在焊丝伸出长度发生变化的条件下，弧长的调节过程必然是在焊丝伸出长度发生变化的条件 下实现的。调节过程完成以后，系统将带有静态误差。误差下实现的。调节过程完成以后，系统将带有静态误差。误差 大小除了与焊丝伸出长度变化量、直径和电阻率有关，还与大小除了与焊丝伸出长度变化量、直径和电阻率有关，还与 电源外特性曲线形状有关。电源外特性曲线形状有关。 zz为了减少电弧电压及弧长的静态误差，为了减少电弧电压及弧长的静态误差，（电弧静特性（电弧静特性 为平时）采用缓降特性或（电弧静特性为上升时）采用微升为平时）采用缓降特性或（电弧静特性为上升时）采用微升 特性电源比陡降特性合理。特性电源比陡降特性合理。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第二类弧长控制系统分析第二类弧长控制系统分析 zz电弧自身调节作用的灵敏度，将取决于弧长波动时电弧自身调节作用的灵敏度，将取决于弧长波动时 引起的焊丝熔化速度变化量的大小。这个变化量越大，弧引起的焊丝熔化速度变化量的大小。这个变化量越大，弧 长恢复得就越快，调节时间越短，自身调节作用的灵敏度长恢复得就越快，调节时间越短，自身调节作用的灵敏度 就越高。就越高。 zz影响灵敏度的因素：影响灵敏度的因素：cc焊丝愈细，电流密度愈大，焊丝愈细，电流密度愈大， 灵敏度愈高；灵敏度愈高；dd采用缓降（甚至平、微升）特性电源时，采用缓降（甚至平、微升）特性电源时， 灵敏度较高；灵敏度较高；ee弧柱场强愈大，灵敏度愈高弧柱场强愈大，灵敏度愈高。。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第二类弧长控制系统分析第二类弧长控制系统分析 zz利用电弧自身调节作用来控制弧长方法，主要用于细利用电弧自身调节作用来控制弧长方法，主要用于细 焊丝熔化极自动电弧焊，如细丝氩弧焊、细丝埋弧焊。焊丝熔化极自动电弧焊，如细丝氩弧焊、细丝埋弧焊。 zz一般采用缓降或平特性弧焊电源匹配等速送丝装置。一般采用缓降或平特性弧焊电源匹配等速送丝装置。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第二类弧长控制系统分析第二类弧长控制系统分析 zz在焊接过程中，焊接电流的调整主要通过改变送丝在焊接过程中，焊接电流的调整主要通过改变送丝 速度实现而改变弧焊电源外特性是调整电弧电压的方法。速度实现而改变弧焊电源外特性是调整电弧电压的方法。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第三类弧长控制系统分析第三类弧长控制系统分析 zz用用MIGMIG方法焊接铝及铝合金时，在射流过渡区与短路方法焊接铝及铝合金时，在射流过渡区与短路 过渡区之间存在一个明显的中间过渡区过渡区之间存在一个明显的中间过渡区————亚射流过渡区。亚射流过渡区。 zz焊丝熔化特性曲线在射流过渡区域部分几乎是垂线，焊丝熔化特性曲线在射流过渡区域部分几乎是垂线， 焊丝熔化系数焊丝熔化系数 [[g/(hg/(h⋅⋅AA)] )] 基本上不受弧长的影响。但进入亚射基本上不受弧长的影响。但进入亚射 流过渡区域后，特性曲线向左弯曲，焊丝熔化系数随着弧长流过渡区域后，特性曲线向左弯曲，焊丝熔化系数随着弧长 的增加而减小，随着弧长的减小而增大。而且这种变化在高的增加而减小，随着弧长的减小而增大。而且这种变化在高 电流值下更为明显。电流值下更为明显。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第三类弧长控制系统分析第三类弧长控制系统分析 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第三类弧长控制系统分析第三类弧长控制系统分析 zz亚射流电弧的固有自调节作用：依靠熔化系数的变化亚射流电弧的固有自调节作用：依靠熔化系数的变化 使焊丝熔化速度发生改变，以保持焊接过程中弧长一定。使焊丝熔化速度发生改变，以保持焊接过程中弧长一定。 zz利用电弧固有自调节作用，以等速送丝焊机匹配恒流利用电弧固有自调节作用，以等速送丝焊机匹配恒流 特性电源。特性电源。 zz亚射流电弧的弧长范围不宽（亚射流电弧的弧长范围不宽（1.6mm1.6mm铝丝，在铝丝，在ArAr气中气中 约为约为22∼∼8mm8mm），对于一定的焊接电流，最佳送丝速度范围），对于一定的焊接电流，最佳送丝速度范围 相当窄，相当窄，焊机中必须要有特殊的送丝速度与焊接电流同步焊机中必须要有特殊的送丝速度与焊接电流同步 控制系统。控制系统。 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 第三类弧长控制系统分析第三类弧长控制系统分析 清华大学机械工程系 Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University 谢谢谢谢谢谢!!!