第33卷第7期 2012年7月
焊接学报
TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTION
Vol.33No.7
July
一种基于亚射流的PMIG焊电弧电压控制方法
林放，魏仲华，陈小峰，崔龙彬，薛家祥？
2012
（1.江门职业技术学院机电技术系，江门529000：2.华南理工大学机械与汽车工程学院，广州510640）
摘要：针对熔化极脉冲氧弧焊（PMIG焊）主要采用恒流控制和等速送丝的焊接方式，提出了二种基于亚射流的PMIG焊电弧电压控制方法：其控制原理是对每个脉冲周期的平均电弧电压进行检测，当平均电弧电压在亚射流区域内，则完全依靠其在亚射流区域内固有的自身调节能力进行调节，当平均电弧电压超出亚射流区域后，在其它焊接参数不变的条件下，通过改变基值时间来改变脉冲周期内的平均电流值，从而改变焊丝熔化速度，提高电弧调节能力和抗扰动能力，结果表明，采用该控制方法可以显著改善焊
接电弧的动态响应特性，有效抑制电弧电压的扰动，焊缝成形均匀一致，关键词：熔化极脉冲氩弧焊：亚射流：电弧电压控制
中图分类号：TG434.4 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2012)07-0017-04
1电源系统与控制原理
熔化极脉冲氟弧焊（PMIG焊）是一种焊接质量较高的焊接方法[1,2]，该焊接方法常采用峰值阶段恒流控制+基值阶段恒流控制（1-1）并配以等速送丝的控制方法[3)，其目的是便于实现熔滴的一脉一滴过渡控制
在采用恒流控制（I-I)时，电弧的自调节能力较差，近年来国内外学者对这方面开展了广泛和深人研究，提出了如Synergic控制法[4]弧长闭环控制法[5]、单元脉冲控制法[6]、QH-ARC103控制法[7] 熔滴检测反馈控制法*)等，这些控制法各有其特点和优点，但都没强调利用亚射流过渡区电弧固有的自身调节作用
文中提出一种基于亚射流过渡的PMIG焊电弧电压控制方法，其特点是电弧工作点在亚射流区内，电弧完全依靠电弧固有的自身调节作用获得稳定的焊接电弧；当电弧遇到外界干扰，如焊枪抖动、送丝速度不稳定等现象时，造成电弧工作点偏离亚射流区间时，利用微型处理器（MCU）控制电源系统，通过调节基值时间来改变焊接平均电流值，使工作点迅速回到亚射流区的平衡点上，从而保证焊接过程稳定，
收稿日期：2011-03-02
基金项目：国家自然科学基金资助项目（50875088）：广东省科技计
划资助项目（201B010700001）：雷遇区科技攻关资助项目（2010-Z-22-1）：黄城区科技攻关资助项目（1021）
方方数据
1.1
电源系统
林放
文中采用一种基于MCU控制的恒流PMIC焊接
电源，MCU发出电流给定值，由硬件电路组成PI反馈控制环节（图1），从而实现脉冲峰值阶段和基值阶段的恒流控制（1-1控制方式），送丝机为等速送丝
整流滤波
逆变 PWM 驱动隔高模块
高频变压输出整流反馈电流
电流检测
MCU 控制系统
电压检测 U,调速驱动
隔高模块
图1MCU控制的电源系统框图
M
Fig.1Control structure of power source controlled by
MCU
由于采用恒流控制，在焊接中对电弧电压的扰动（弧长的扰动）完全依靠电弧固有的自身调节作用进行调节（图2）.
1.2基于亚射流的PMIG焊电弧电压控制原理
文中提出了一种基于亚射流的PMIG焊电弧电压控制方法，其电源外特性曲线如图3所示，