超音頻脈沖方波變極性TIG焊控制及應用研究

　　由于鋁合金材料具有熱導率和氫溶解度高、易氧化等物理特性，采用傳統變極性TIG焊接工藝對其進行焊接加工時，容易出現裂紋、氣孔及熱影響區(qū)軟化等缺陷。作為鋁合金焊接工藝優(yōu)化的有效手段，集超音頻脈沖調制功能和變極性功能于一體的超音頻脈沖方波變極性TIG焊接電源，在焊接接頭性能等方面具有明顯效果?；谒捎玫娜壊⑿屑壜搹秃辖Y構模式主電路，提出了一種由DSP CPLD產生PWM的實現方案，實現了具有快速電流沿變化速率且過零無死區(qū)的復合超音頻脈沖變極性方波電流輸出，并且可柔性化實現多種焊接模式。通過高強鋁合金電弧壓力試驗和焊縫成形試驗，分析了典型電流特征參數對電弧壓力和焊縫成形的影響規(guī)律。基于該電流特征參數一元化調節(jié)協調匹配方案，進一步完善了復合超音頻脈沖方波變極性TIG焊接工藝參數自動給定功能。以高強鋁合金材料為試驗對象進一步開展自動焊接試驗研究，對試驗所得焊接接頭進行焊縫成形和缺陷檢驗、顯微組織以及力學性能檢測，試驗結果表明，超音頻脈沖方波變極性TIG焊對消除氣孔缺陷、細化晶粒以及提高焊接接頭質量方面具有顯著效果。

　　李偉，男，工學博士，副教授，碩士生導師。2015年畢業(yè)于北京航空航天大學材料加工工程專業(yè)，獲博士學位。目前擔任北京石油化工學院電氣工程及其自動化專業(yè)負責人，主要從事特種焊接電源、故障診斷與檢測技術方向的理論與實驗研究，具有豐富的電氣設備與裝置研發(fā)經歷。