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四丝脉冲焊接控制器的研制

作　者: 高莹
导　师: 李桓
学　校: 天津大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 多丝单片机四丝脉冲焊接控制器高速摄像数据采集
分类号: TG43
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 56次
引　用: 1次
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内容摘要

随着我国工业现代化进程的加快,极大地推动了焊接技术的发展。高效化焊接已经提到了日程。单纯的采用加大热输入量来提高焊接效率的方法会造成焊接热影响区晶粒粗大、韧性指标下降,或者焊缝成形变差等缺陷,从而影响了焊接质量。在高效的前提下还要保证焊接的质量,本着这种思想本文提出了一种多丝焊接的实现方法,并为此开发了四丝脉冲焊接控制器。本文利用电子技术、自动控制理论及单片机技术,设计并制造了四丝脉冲焊接控制器,脉冲控制器设计为四路输出,各路独立,可进行1-4丝多丝焊接。以单片机为内核,数码管、键盘为人机界面,可以使焊接电压成为在一定恒压基础上,进行一定频率和幅值变化的脉冲电压。从而一方面控制焊接热输入量,使热影响区的组织细化,提高韧性,另一方面由于有多个焊丝同时燃烧提升了焊接效率。在四丝脉冲MIG焊过程中采用本实验室已开发的光电信号测试分析系统实现对焊接电流、电压波形等电信号的采集。另外,为了有效的分析熔滴过渡和电弧行为及其变化对焊接电流、电弧电压的影响,在焊接过程中又采用了高速摄像与电信号进行同步采集。通过验证性实验对峰值电压、基值电压、脉冲频率、占空比等参数的调节证明了控制器的功能性和可靠性,对高效化焊接方法和新型多丝脉冲焊机的研制具有指导意义。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-15
  1.1 高效化焊接的发展状况  7-8
    1.1.1 高效化焊接的提出背景  7
    1.1.2 高效化焊接的现状及发展前景  7-8
  1.2 多丝焊接工艺  8-14
    1.2.1 单电源多丝焊接  8
    1.2.2 多电源多丝焊接  8-12
      1.2.2.1 双丝焊接系统  8-12
      1.2.2.2 三丝焊接系统  12
    1.2.3 多丝焊接设备  12-14
  1.3 本课题的研究目的、意义及技术路线  14
  1.4 本课题的主要研究内容  14-15
第二章四丝脉冲焊接控制器的开发  15-42
  2.1 四丝脉冲焊接控制器原理及功能  15-17
    2.1.1 控制器原理  15-16
    2.1.2 控制器功能设计  16-17
  2.2 四丝脉冲焊接控制器硬件  17-23
    2.2.1 单片机（MCU）  17-19
    2.2.2 光电耦合器  19-20
    2.2.3 键盘  20
    2.2.4 焊接电压给定  20-21
    2.2.5 LED 显示屏  21-22
    2.2.6 JTAG 仿真接口  22-23
    2.2.7 ISP 下载接口  23
  2.3 四丝脉冲焊接控制器软件部分  23-31
    2.3.1 ATMega64 的熔丝位与锁定位设置  24-26
    2.3.2 ATMega64 的定时器设置  26-27
    2.3.3 软件结构  27-31
  2.4 四丝脉冲焊接控制器的软硬件实现  31-42
    2.4.1 Altium Protel DXP 电路板设计软件  31-32
    2.4.2 ICC AVR 单片机C 语言编译器  32-35
    2.4.3 AVR Studio 软件  35-36
    2.4.4 PonyProg 下载软件  36-38
    2.4.5 JTAG ICE 仿真器  38-39
    2.4.6 ISP 并口下载器  39-40
    2.4.7 脉冲焊接控制器实物图  40-42
第三章试验设备及连接  42-49
  3.1 四丝脉冲焊接控制器验证性实验原理  42-44
  3.2 四丝脉冲焊试验设备及其连接方法  44-49
    3.2.1 试验设备  44-47
      3.2.1.1 四丝脉冲焊接控制器  44
      3.2.1.2 逆变式V300-I 型林肯电焊机  44-45
      3.2.1.3 焊接过程光电信号测试分析系统  45-47
    3.2.2 试验设备的连接  47-49
第四章四丝脉冲焊接控制器验证性实验及分析  49-64
  4.1 实验条件  49-50
  4.2 四丝脉冲焊接控制器功能验证性实验  50-64
    4.2.1 基本功能验证实验及分析  50-64
第五章结论  64-65
参考文献  65-67
攻读学位期间发表的论文  67-68
致谢  68

四丝脉冲焊接控制器的研制

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