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钢轨超窄间隙焊接电弧控制方法研究
| 论文题名： | 钢轨超窄间隙焊接电弧控制方法研究 |
| 关键词： | 钢轨焊接;超窄间隙电弧焊;电弧控制;可调节斜率;焊枪路径 |
| 摘要： | 国家“十三五”规划纲要指出，五年内将新建高铁里程1.1万公里，覆盖80%以上的城市，拓展区域连接，更好促进国民经济发展。高速铁路要求轨道具有高平顺性和高稳定性，为保证钢轨接头的稳固与平顺，需要对钢轨进行无缝焊接。传统无缝焊接钢轨的方法，存在着设备复杂、投资大、接头强度低等问题，研究一种高效率、高质量的钢轨原位无缝焊接方法显得十分必要。 超窄间隙电弧焊具有热输入量低，热影响区窄，生产效率高等优点，但与其它的焊接方法相比，超窄间隙焊接较容易出现电弧攀升、根部和侧壁熔合不良问题。课题组将超窄间隙电弧焊方法应用于钢轨无缝焊接试验，本文根据超窄间隙焊接的工艺特点和已有焊接试验数据分析，提出了适用于钢轨超窄间隙焊接电弧特性的电弧控制方法，研制了超窄间隙焊接电弧控制系统。设计了弧焊电源外特性改进电路，将现有弧焊电源外特性由平特性改为可调节斜率的下降特性，以此来增强电弧稳定性，解决“电弧攀升”问题；设计了基于LabVIEW和NI6251-USB采集卡的电弧电压、焊接电流采集系统，便于后期的分析研究；设计适用于超窄间隙焊接的引弧和正常焊接切换电路，以满足不同焊接阶段对预置焊接参数的要求；设计了由SMC6490四轴运动控制器、松下伺服驱动器、伺服电机、减速器组成运动控制系统，对焊枪行走路径进行精确控制，保证了焊接过程稳定性，提高了焊接质量。 本文研究了超窄间隙焊接电弧控制方法，并开发了超窄间隙焊接电弧控制系统。通过多次超窄间隙焊接试验，找出了适用于超窄间隙焊接的弧焊电源外特性和焊接工艺规范。 |
| 作者： | 潘俊衡 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 张爱华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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