变极性等离子(VPPA)焊接技术

2019-10-06 10:12
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1、概述

变极性等离子(VPPA)焊技术由于正负半波幅值和占空比独立可调,比常规TIG焊能够更加有效的去除铝合金的氧化膜,以及表面的油污和污染,更好地防止氢溶解,消除气孔、夹渣等焊接缺陷,被称为“零缺陷焊接”,国外在上个世纪70年代以来被用于运载火箭贮箱的焊接中。研究室在1995年引进了加拿大LIBURDI公司的VPPA焊接电源,自行设计了焊***和焊接平台,在国内率先开展了VPPA焊接质量控制技术的研究,并针对2014、2219等铝合金的VPPA焊接工艺进行了研究。

2、各种铝合金的VPPA焊接工艺的开发

针对5456、2014和2219铝合金,厚度为6-10mm,研究了VPPA焊接工艺参数对焊缝成形和性能的影响,确定了最佳焊接工艺参数范围。成果应用在149、529等企业的产品生产中。

3、VPPA焊接过程的质量控制

VPPA焊接方法虽然在铝合金的焊接方面具有很好的优势,但由于其参数较多,需要很好的相互匹配,才能得到质量良好的焊缝。因此VPPA焊接过程质量非常重要,研究室主要进行了两方面的研究。

3.1 稳定性控制

创新性的设计出了双丝送丝装置,解决了VPPA焊接过程对间隙和错边较为敏感的问题,保证了焊接过程的稳定性。同时通过大量的试验,摸索出了影响VPPA焊接过程的主要焊接参数,包括焊接电流、焊接速度、喷嘴到工件距离、离子气流量以及送丝速度等。

3.2 成形控制

  利用正反面视觉传感系统获得了变散热、变间隙和变错边焊接条件下反映实际焊接过程的穿孔熔池清晰的图象,提取到各种焊接条件下由正常焊接到焊漏的真实过程的图像。根据穿孔熔池图像的动态不确定性,开发了基于局部灰度值特性的对比度增强、多尺度边缘检测和边缘曲线拟合的动态图象实时处理算法,对各种穿孔熔池图像都可以进行稳定可靠的处理,实时得到穿孔熔池图像的特征参数,利用模糊逻辑控制方法实现了VPPA过程的焊缝成形控制。

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