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1、上海交通大学硕士学位论文摘要GMAW-P脉冲参数与熔滴过渡及焊缝成形关系建模及分析研究摘要脉冲熔化极气体保护焊（GasMeltArcWelding-Pulse,简称GMAW-P）,可以适合全位置焊，焊接过程的可控性好，焊缝成形美观,被广泛地应用于实际生产中。GMAW-P焊的过程参数多，难以进行有效的控制,参数除了电弧电压、送丝速度和焊接速度外，还有脉冲参数(峰值电流、峰值时间、基值电流和基值时间)等,熔滴的过渡形式有多脉一滴、一脉一滴和一脉多滴。焊缝的截面形状和尺寸对焊缝质量和焊件的使用性能有很大的影响,为了能保证焊接过程的稳定和达到良好的焊接工艺性能,通过实验研究可
2、以获得控制最理想的熔滴过渡形式的经验公式,得到使焊缝的截面形状和尺寸的最优化的脉冲参数模型.因此本文主要借助于LABVIEW采集工具获得脉冲电参数,高速摄影获得熔滴过渡图象信息,通过自行设计的GMAW-P焊接电源人机界面设置脉冲参数,研究了焊接参数对熔滴过渡形式的影响,建立了控制一脉一滴熔滴过渡形式的脉冲参数选取经验公式;研究脉冲参数对焊缝成形的影响,建立基于最小二乘法回归分析的脉冲参数与焊缝参数的关系模型.本文首先设计研制了基于DSP+MCU的数字控制GMAW-P焊机的人机交互界面系统,系统采用高性能的TMS320F240(DSP)和AT89C52单片机(MCU)为
3、核心，通过人机界面面板可以精确设置脉冲参数并且实时显示参数值.22论文建立了控制一脉一滴熔滴过渡区间的经验公式:IpTp=434.45（A*S）,此经验公式可以作为选取一脉一滴熔滴过渡形式的脉冲参数的依据.研究分析了脉冲参数对熔滴过渡形式的影响.在相同的平均电流,一脉一滴熔滴过渡形式下,峰值时间和峰值电流的关系呈反比.当峰值电流和电压不变时,改变平均电流,熔滴过渡形式没有变化,平均电流不是影响熔滴过渡形式的主要因素.论文还建立了基于最小二乘法回归分析的脉冲参数与焊缝参数的数学模型.22Z=0.2676X+1.53X−0.838Y+4.111Y−0.2983XY−4.3
4、4Hiiiiiii22Z=−13.37X+40.817X+1.078Y−3.96Y−0.39XY−16.3Biiiiiii22Z=1.0718X−1.668X−0.1367Y+0.2189Y+0.2995XY+2.407aiiiiiii实验证明该模型对焊缝形状的预测精确度达95.17%以上,对通过设定脉冲参数保证焊出合适的焊缝尺寸开辟了新的方向.根据模型分析了脉冲参数对焊缝参数的影响.随着峰值上海交通大学硕士学位论文摘要时间增大，熔深呈现先增大后减小的趋势,熔宽呈现先减小后增大的趋势,余高的变化不是很明显,但总体呈现先增大后减小的趋势.最后分析了熔滴过渡形式对焊缝参数
5、和焊缝形状的影响.一脉一滴熔深最大，一脉多滴其次，多脉一滴熔深最小.一脉一滴熔宽最小，一脉多滴与多脉一滴熔宽相差不大.三种熔滴过渡情况下对余高的影响没有明显的特征基本相差不大。一脉一滴有典型的“指状”熔深,焊缝成形好,多脉一滴的焊缝形状比较扁平,熔深较浅且呈现”盆形”.一脉多滴的焊缝面积比较大,熔深比较深且呈”蘑菇状”,焊缝突出部分饱满.通过研究再次证明一脉一滴是理想的熔滴过渡形式,可以得到较好的焊缝参数和焊缝形状.关键词:GMAW-P,脉冲参数,熔滴过渡,焊缝参数上海交通大学硕士学位论文摘要RESEARCHANDMODLEOFTHEGMAW-PWELDINGPULS
6、EPARAMETERSTOTHEDROPLETTRANSIONANDTHEBEADSHAPEAbstractTheGasMeltArcWelding-Pulse(GMAW-P),suitfortheentirelylocationwelding,canbewellcontrollableintheweldingprocess,thebeadformsshapely,andbewidelyusedintheactualmanufacture.GMAW-Phadlotsofprocessparameters,ishardtocontroleffectively.Thepa
7、rametersinclude:Arcvoltage,theweldingrateandthePulseParameter(PulseCurrent,PulseTime,BackgroundCurrent,BackgroundTime,etc).Thedroplettransitionformatinclude:MultiPulseOnedroplet,OnePulseOnedropletandOnePulseMultidroplet.TheBeadshapeanddimensionhadgreatinfectiontotheweldingquali
