双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊双变量解耦控制模拟与试验分析

›› 2012, Vol. 48 ›› Issue (22): 46-51.

双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊双变量解耦控制模拟与试验分析

朱明;石玗;王桂龙;黄健康;樊丁

兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室;兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室

发布日期:2012-11-20

Simulation Analysis and Decoupling Control of Consumable DE-GMAW

ZHU Ming;SHI Yu;WANG Guilong;HUANG Jiankang;FAN Ding

State Key Laboratory of Gansu Advanced Non-ferrous Metal Materials, Lanzhou University of Technology Key Laboratory of Non-ferrous Metal Alloys of Ministry of Education, Lanzhou University of Technology

Published:2012-11-20

摘要/Abstract

摘要： 双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊是一种新型、高效的焊接方法。针对其在开环条件下焊接过程不稳定、焊缝成形差的问题，提出通过旁路送丝速度控制旁路弧长从而保证焊接过程稳定性、通过控制旁路电流调节流经母材电流的双变量解耦控制方案并进行模拟与分析。在此基础上，采用快速原型控制系统，设计双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊试验系统并进行双变量解耦控制焊接试验。结果表明，双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊双变量解耦控制方案可以有效地保证焊接过程与流经母材电流的稳定，与模拟结果基本一致；并且由于采用解耦算法，控制过程稳定性更好、响应速度更快、精度更高，并得到成形良好的焊缝，焊接过程飞溅也较小。

关键词: 电弧, 控制, 模拟, 熔化极气体保护焊, 边缘接触分析, 齿面接触分析, 齿面印痕, 传动误差, 瞬时共轭啮合线

Abstract: A novel and high effective double-electrode gas metal arc welding(DE-GMAW) method has been introduced. Due to the instability and poor formation of DE-GMAW, a new decoupling control plan is put forward. This implementation decoupling control plan controlled the bypass arc by adjusting the bypass feed speed, and controlled the base metal current by adjusting the bypass current. The simulations about this plan are carried out and analyzed. Then, by using rapid prototyping, the welding experiment of decoupling control plan is carried out. The results show that, the decoupling control can steady the welding process and motherboard current; and a better stability, faster response and higher accuracy of the bypass arc control can be gotten. A good weld appearance is also obtained.

Key words: Control, Gas metal arc welding, Simulation, Welding arc, Contact pattern, Edge tooth contact analysis, instantaneous conjugate contact curve, Transmission errors, Tooth contact analysis

中图分类号:

TG409

朱明;石玗;王桂龙;黄健康;樊丁. 双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊双变量解耦控制模拟与试验分析[J]. , 2012, 48(22): 46-51.

ZHU Ming;SHI Yu;WANG Guilong;HUANG Jiankang;FAN Ding. Simulation Analysis and Decoupling Control of Consumable DE-GMAW[J]. , 2012, 48(22): 46-51.

[1]	舒林森, 王家胜, 白海清, 何雅娟, 王波. 磨损轴面激光熔覆过程的数值模拟及试验[J]. 机械工程学报, 2019, 55(9): 217-223.
[2]	战强, 李伟. 球形移动机器人的研究进展与发展趋势[J]. 机械工程学报, 2019, 55(9): 1-17.
[3]	喻曹丰, 王传礼, 解甜, 杨林建, 姜志. 基于GMM的高性能微定位工作台驱动系统的研制[J]. 机械工程学报, 2019, 55(9): 136-143.
[4]	徐钢, 张晓彤, 黎敏, 徐金梧. 基于统计过程控制的流程工业工艺规范制定方法[J]. 机械工程学报, 2019, 55(8): 208-215.
[5]	王艺, 蔡英凤, 陈龙, 王海, 何友国, 李健. 基于模型预测控制的智能网联汽车路径跟踪控制器设计[J]. 机械工程学报, 2019, 55(8): 136-144,153.
[6]	徐海良, 徐聪, 曾义聪, 吴波. 固相浓度对深海采矿矿浆泵空化性能影响规律[J]. 机械工程学报, 2019, 55(8): 201-207.
[7]	田艳兵, 徐亚明, 刘庆龙, 陈霞. 气动二维超精密伺服系统输出反馈滑模控制[J]. 机械工程学报, 2019, 55(7): 163-171.
[8]	李跃, 田艳红, 丛森, 张伟玮. PCB组装板多器件焊点疲劳寿命跨尺度有限元计算[J]. 机械工程学报, 2019, 55(6): 54-60.
[9]	张志勇, 张淑芝, 黄彩霞, 张刘铸, 李博浩. 基于自适应扩展卡尔曼滤波的分布式驱动电动汽车状态估计[J]. 机械工程学报, 2019, 55(6): 156-165.
[10]	马丽楠, 赵晓冬, 马立峰, 马强俊, 韩贺永. 液压滚切剪机新型伺服缸控制系统动态解耦及仿真试验[J]. 机械工程学报, 2019, 55(6): 203-212.
[11]	郑乔, 逯世杰, 李索, 林旭东, 王义峰, 邓德安. 熔敷顺序和管壁厚度对异种钢管板接头焊接残余应力与变形的影响[J]. 机械工程学报, 2019, 55(6): 46-53.
[12]	闫德俊, 王赛, 郑文健, 余洋, 谢浩, 钟美达, 邹晓峰, 杨建国. 1561铝合金薄板随焊干冰激冷变形控制[J]. 机械工程学报, 2019, 55(6): 67-73.
[13]	马雅丽, 李阳阳. 基于几何误差不确定性的滚动导轨运动误差研究[J]. 机械工程学报, 2019, 55(5): 11-18.
[14]	张明, 房立金, 孙凤, 岡宏一. 永磁变刚度柔性关节的力学分析与控制器设计[J]. 机械工程学报, 2019, 55(5): 89-96.
[15]	汪洪波, 夏志, 陈无畏. 考虑人机协调的基于转向和制动可拓联合的车道偏离辅助控制[J]. 机械工程学报, 2019, 55(4): 135-147.