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.pdf

学兔兔 第48卷第22期 机 械 工 程 学 报 Vol1．48 NO．22 2012年 11月 J0URNAL0FMECHANICALENGINEERING NOV． 20l2 DoI：10．3901／JM E．2012．22．046 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冰 朱 明 ，2 石 王于1,2 王桂龙 ，2 黄健康 ，2 樊 丁 ，2 (1．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 兰少l、I730050； 2．兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室 兰州 730050) 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 熔化极气体保护焊 模拟 控制 中图分类号：TG409 SimulationAnalysisandDecouplingControlofConsumableDE-GMAW ZHU M ing， SHIYu ， WANGGuilong，2 HUANGJiankang， FAN Ding， (1．StateKeyLaboratoryofGansuAdvancedNon-ferrousMetalMaterials， LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050； 2．KeyLaboratoryofNon-ferrousMetalAlloysofMinistryofEducation， LanzhouUniversiytofTechnoloyg,Lanzhou730050) Abstract：Anovelandhigheffectivedouble-electrodegasmetalarcwelding(DE—GMAW)methodhasbeeninrtoduced．Duetothe instabilityandpoorformationofDE-GMAW,anew decouplingcontrolplna isputforwrad．Thisimplemenattiondecouplingconrtol planconrtolledthebypassracbyadjustingthebypassfeedspeed，nadconrtolledhtebasemetalcurrentbyadjustingthebypass current．Thesimulationsabouthtisplanraecarriedoutandanalyzed．Then，byusnigrapidprotoytpnig，hteweldnigexperimentof decouplingconrtolplna iscarriedout．Theresultsshow htat．thedecouplingconrtolCna steadyhteweldingprocessandmotherboard current；nadabettersatbiliyt,fasterresponsenadhigheraccuracyo