电焊技术论文范文1
关键词：电厂 金属焊接 技术 缺陷原因 具体措施
中图分类号：TG4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（a）-0086-01
随着社会经济的发展和科学技术的进步，金属焊接技术的运用也是越来越广泛了，因此，对金属焊接技术中存在的缺陷必须要重视起来。不仅要提高金属焊接工作人员的职业素质以及焊接技术水平，还要对电厂金属焊接中出现缺陷及时的解决。从而保证金属焊接的质量，并且确保电厂安全平稳的运行。在电厂金属焊接工作中，因为在进行金属焊接时没有将金属的接头紧密地焊接，或者是金属焊接的技术很差等种种问题，都会影响金属焊接的质量。电厂金属焊接的缺陷是比较常见的，例如：金属出现裂纹、焊接缝隙层和焊件以及金属之间没有熔合等情况，因为这些金属焊接缺陷的原因机理以及特点不同，所以在处理这些问题时所采取的措施也是不同的。
1 电厂金属焊接缺陷产生的原因
1.1 裂纹缺陷
在电厂金属焊接技术中，裂纹是最为严重的焊接缺陷，由于焊接时形成了新的平面，出现裂纹则会导致在金属的裂口两端[1]，因受力过于集中而发生扩张的现象，而扩张极其容易不断地增大，导致整个焊接的金属断裂。在金属焊接过程中，存在着裂缝可分成热裂纹与冷裂纹两种。
金属焊接出现热裂纹，其原因机理主要是：焊接熔池里有许多杂质，这些杂质熔点很低而且熔点不高，导致杂质凝结的时间延长，这些经过长时间凝固以后的杂质，在金属焊接中可塑性非常差，不易延伸其广度。因此，金属在受到很大的外力与焊接缝隙凝结的双重作用之下，金属在凝结时就会很容易受到杂质的影响，致使金属的新界面被拉开，晶体出现了热裂纹。
冷裂纹的形成原因主要是在焊接母材和焊接缝隙间的熔合线上产生裂纹。在金属焊接的过程中，冷裂纹和热裂纹相似，很容易观测到。相关的研究表明，金属焊接中出现的冷裂纹、淬硬组织、焊接缝隙中大量扩散的氢、焊接接头的应力作用有着密切的关系。
1.2 未熔合缺陷
未熔合这一缺陷是在金属焊接时发生的，焊接缝隙层与焊件以及金属之间经常会出现未熔合的现象。未熔合在电厂金属焊接中是较为严重的现象，未熔合缺陷会导致金属焊接的缝隙间断，对焊接缝隙的密度产生影响，降低焊缝的强度，很容易产生裂缝。
未熔合这一缺陷的产生原因机理主要是因为在焊件破口的地方，由于角度设置得特别小，在安装时候的空隙特别小，通电的电流量不能达到标准[2]，焊条的选用不优质，电弧的反射速度太快或者太慢等等，这总总原因都引起了缺陷的发生。发生未熔合的次要原因很可能是由于在母材的表面上，有许多例如油质或者是氧化膜的物质，没有及时的清理干净，导致在金属焊接时出现了杂质溶解，而流到了焊接的缝隙里，对母材的焊接熔合造成了影响。
1.3 孤坑缺陷
众所周知，母材里含有碳元素，焊丝的金属里面主要是锰元素为主。孤坑缺陷是由于在选取焊剂的时候，存在着一些不合理的现象，而且在选取焊丝金属的过程中，选取了含有大量碳及锰的原材料。在热循环的金属焊接过程中，焊道冷却的速度太快，会使金属在热的影响区里僵硬得很快。与此同时，安装焊道的形状不够合适，它的长度与宽度的比例不够合理。另外，出现孤坑缺陷很可能会是在工作人员进行金属焊接的时候，工序出现了错乱，导致了母材烦人受力不均所致。
2 具体措施
2.1 对裂纹采取的措施
防止热裂纹缺陷的出现，应该选择精确的金属焊接参数，减慢金属冷却的速度，提高焊接缝隙形状的系数；还要采用合适的电流，多层多道的焊接技术，以避免在焊接缝隙的中心出现裂纹；工作人员还要认真地执行电厂金属焊接技术的规程，要注意降低金属焊接应力。
避免冷裂纹的出现，要注意选取低氢类型的焊条，以降低焊接缝隙扩散出的氢含量；保管焊接材料的工作人员要按照电厂的规定保管材料，在金属焊接前要做好各项处理工作，有效的降低氢的来源；利用热处理技术，消除氢和内应力；对于淬硬组织加以回火，改善金属焊接的接头韧性；采取多层多道的金属焊接技术，对不同的层间温度予以控制，并要利用分段退焊的方法，以减少金属焊接应力。
2.2 对未熔合采取的措施
选取正确的坡口尺寸；要观察坡口两侧的熔合情况以及清理坡口表面的氧化皮；对于母体上的油质与氧化膜要进行及时的清理，焊接速度和通电的电流保持同步。
2.3 对孤坑采取的措施
改变金属焊接的方向；开槽的侧面与焊丝的长度应该以焊丝的直径最小值为准；还有，开槽的形状必须与所用的母材是一致的；加大在电厂金属焊接过程中通电的电流量，提高焊渣的熔化速度，与此同时还应该提高金属焊接的速度[3]，在盖面层焊接的时候，应把单道改为多道来进行焊接，从而降低金属焊接工作时电压的负荷值，以保证电厂金属焊接工作的安全与稳定。
3 结语
综上所述，对于电厂金属焊接技术中存在的各种缺陷，应该采取相应的措施进行改善。首先，编制电厂金属焊接技术文件；其次，要注意对金属焊接材料的管理；再次，对金属焊接操作的工作人员进行培训；最后，对金属焊接的质量加以检验。
对于电厂金属焊接技术的施工情况来讲，焊接的技术和流程是电厂金属焊接质量控制中最为关键之处，围绕这个关键之处展开一系列的处理方法。采用有关技术的工作以外，还要针对金属焊接过程中所出现的问题，及时的组织有关技术专家对问题进行研究，提出最为可行的解决措施，将有关金属焊接的缺陷和处理方法记录下来，建立起电厂金属焊接的知识库，以防再一次出现相同的错误。
电厂金属焊接技术中存在的缺陷，要实施有效的质量控制，提高中国电厂金属焊接技术的水平。
参考文献
[1] 杨成宇，高忠义.电厂金属焊接中常见缺陷的成因及其防止措施[J].内蒙古科技与经济，2011（7）：133-134.
电焊技术论文范文2
关键词：二氧化碳气体；保护焊；双面成型焊接技术；现场施工；焊接作业 文献标识码：A
中图分类号：TH131 文章编号：1009-2374（2016）31-0051-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.31.026
一般情况下，现场施工中的焊接工作大多可由传统双面焊接技术完成。但这种焊接技术存在的局限性比较多，在进行小直径、大长度撑管焊接作业时，我们之前所用的传统焊接技术顺利完成焊接任务就很难，有时虽然完成了焊接工作，但往往实际焊接质量很难得到保障。在焊接过程中，不但焊接者工作强度大，而且焊接工作效率往往也不高，这种现状已很难满足现代工业安装施工。基于此，我们必须研究新型双面成型焊接
技术。
1 二氧化碳气体保护焊双面成型焊接技术优点
二氧化碳气体保护焊双面成型焊接技术与传统双面成型焊接技术相比：（1）具有较好熔深；（2）焊缝成型美观；（3）单面焊接双面成型性较好；（4）具有优质的外观质量；（5）可快速施工；（6）焊接施工用料少；（7）焊接完成后，很少有质量缺陷；（8）焊后力学性能好，容易满足技术要求。
2 影响二氧化碳气体保护焊应用效果的因素
在实际应用二氧化碳气体保护焊的过程中，发现下列五个方面对其应用效果有严重影响：（1）待焊构件的具体物理性能；（2）焊接时坡口的选择情况；（3）需焊接长度；（4）焊接时选择的焊接方法；（5）焊接时依据的具体焊接规范等。
利用二氧化碳气体保护焊进行焊接作业时，电弧热量通常都是集中产生的，焊接时采用的是小面积加热，这样焊接液体具有很小的熔池，这对焊接过程中的双面成型十分有利，可有效控制焊接池。
采用二氧化碳气体保护焊进行焊接时，具有较密集的焊接电流，这样焊接时的实际熔深便能得到更好的保障，加之焊接采用的是小熔池，在快速焊接的情况下，能更加深入地焊接，可使焊接过程充分焊透。
选用二氧化碳气体保护焊进行焊接，与其他焊接方法相比，具有较少焊渣。这样焊接作业时，操作者的可见度更高，对焊接实施中外观形状的控制十分有利，同时可有效控制内部焊接质量，有利于提高焊接工作效率，把焊接时间缩短，有效减轻焊接工人工作负担。
3 二氧化碳气体保护焊的主要焊接技术参数
对于二氧化碳气体保护焊而言，在实际实施焊接时，应重点掌握以下焊接技术参数：科学合理地选择二氧化碳保护焊中的坡口形式、焊接电流、焊接电压、焊接速度。下文就从这些方面对二氧化碳气体保护焊的主要技术参数进行详细阐述：
3.1 选择二氧化碳气体保护焊中的坡口形式
在实施二氧化碳气体保护焊时，要严格要求焊接件的工艺坡口，具体应从坡口形式、大小、角度、装配间隙等方面进行严格控制，焊接时的坡口形式与大小是影响焊接电弧焊接待焊构件根部的主要因素，只有焊接到焊接根部，整个焊接过程才能透彻，实际焊接质量才能得到更好保障。通过有效控制焊接坡口角度可使焊接中的电弧质量得到有效保障，坡口角度预留的越小，实际焊接质量会越好。钝边的实际坡口角度对焊接的具体深度与透彻度会造成严重影响，纵观以往的焊接工作，我们发现，随着焊件坡度角的增大，其实际焊接质量也会逐渐变差，在实施二氧化碳气体保护焊作业时应格外注意这一点。
3.2 选择二氧化碳气体保护焊中的焊接电流
焊接电流的大小会直接影响二氧化碳保护焊中的实际熔深，若焊接过程中的焊接电流过大，被焊接件很可能会被穿透，焊瘤与咬边现象极易出现在焊接件中，会对焊接质量造成严重影响，若施焊过程中的焊接电流过小，被焊接件有很多都不能实现全部融化，这样对焊接实际质量也会造成严重影响，焊接电流选择的不正确，甚至有时会引发焊接安全生产事故。
3.3 选择二氧化碳气体保护焊中的焊接电压
在实际焊接时，焊接电压会影响到焊接电弧情况，若选用的焊接电压过低，电弧会不稳定，造成焊丝不能完全融化，若选择的焊接电压过高，产生的电弧又会非常强，焊丝融化过快，也会影响到实际焊接质量。总之，在实施二氧化碳保护焊时，必须根据实际焊接情况，科学、合理地选择焊接电压。
3.4 选择二氧化碳气体保护焊中的焊接速度
在实施焊接作业时，在确定好焊丝的直径、焊接所需的电流、电压的情况下，焊接速度便成了影响焊接质量的主要因素，若设置过快的焊接速度，会在某种程度上破坏二氧化碳气体，影响焊缝成型。
4 应用二氧化碳保护焊时应注意的问题
在应用二氧化碳保护焊进行焊接作业时，应注意的问题大致有焊丝干伸长长度的控制、焊接接头的处理、重视打底焊的技术细节、做好焊接收弧工作。下文就围绕这些方面进行简单论述：
4.1 控制焊接过程中的焊丝干伸长长度
焊丝干伸长长度会严重影响到实际焊接过程的稳定性，随着焊丝干伸长长度的增长，焊丝具备的电阻值也会越来越大，焊丝在过热情况下有可能出现成段融化，这样焊接过程就很难稳定，会出现严重的金属飞溅现象。
4.2 在焊接过程中要注意焊接接头
焊接接头应尽量少出现在打底焊中，若打底焊中必须要接头，应先借助砂轮对弧坑部位做缓坡形处理，在进行打磨时，为防止焊管间隙发生局部变宽，影响打底焊，打磨时应小心谨慎，不要对坡口的边缘造成破坏。
4.3 应重视打底焊的技术细节
影响焊接接头质量的一个很关键的因素就是打底焊，把熔接时的接头做好，可有效避免产生焊接缺陷。在具体焊接时，应参照坡口角度的实际大小对焊接电流进行适当调整，当遇到待焊部位的坡口角度比较大时，由于这样的坡口散热面积小，不容易散热，应把焊接电流调小一些，若不调小，极易引发一系列缺陷，如塌陷或反面咬边等。
4.4 注意焊接过程中的收弧方式
在进行二氧化碳陶瓷衬垫单面焊打底焊收弧时，会有缩孔出现在收弧处背面中央，之所以会形成缩孔主要是由于陶瓷衬垫的导热性要远远小于母料，位于熔池上部的熔融金属由于具有很好的散热条件，会发生先行凝固，而位于熔池下部的融化金属实际散热条件相对较差，凝固会稍微滞后些。
5 结语
总之，二氧化碳气体保护焊具有很多优点，但在实际焊接时也有很多事项需要注意，要想使这种焊接技术得到更好的推广与应用，还必须掌握二氧化碳气体保护焊的实际焊接技术参数。希望通过本文的简单论述，相关人员能对二氧化碳气体保护焊双面成型焊接技术能有一个更深入的了解，明确该项焊接技术的实际应用与施工技术，使这项焊接技术的效能得到充分发挥。
参考文献
[1] 王文东，刘非凡.二氧化碳气体保护焊工艺在塔机底 架制作中的推广使用[A].第三届21世纪中国焊接技术 研讨会论文专刊[C].2001.
[2] 庄建雄.二氧化碳气体保护单面焊双面自由成型工 艺[A].第十届全国内河船舶与航运技术学术会议 [C].2006.
[3] 霍晓敏，唐清山.二氧化碳气体保护焊在薄板焊接中 的应用[J].四川建筑科学研究，2009，（6）.
电焊技术论文范文3
关键词：高层建筑，焊接技术，建筑施工
引言
钢结构型材的多样性，使焊接接头的截面形式也随之多样化，因而带来了许多焊接难题。工字钢、槽钢、角钢是工程结构中使用最早的型钢，之后截面性能优良的H型钢、钢管、网架节点球等型材相继问世并大量应用于钢结构建筑中，从而使钢结构间的焊接节点形式变得多样而复杂。钢结构焊接的施工条件较复杂。建筑工程具有流动性大的突出特点，单从钢结构焊接工程来讲，不同工程的不同地理条件造成了不同的焊接环境条件。
1 高层建筑钢结构焊接的几种常见方法
1.1药皮焊条手工电弧焊
药皮焊条手工电弧焊原理:在涂有药皮的金属电极与焊件之间施加一定电压时，由于电极的强烈放电而使气体电离产生焊接电弧。电弧高温足以使焊条和工件局部融化，形成气体、熔渣和熔池，气体和熔渣对熔池起保护作用，同时，熔渣在与熔池金属起冶金反应后凝固成为焊渣，熔池凝固后成为焊缝，固态焊渣则覆盖于焊缝金属表面。科技论文。
1.2埋弧焊
埋弧焊(SAW)原理:埋弧焊与药皮焊条电弧焊一样是利用电弧热作为熔化金属的热源，但与药皮焊条电弧焊不同的是焊丝外表没有药皮，熔渣是由覆盖在焊接坡口区的焊剂形成的。当焊丝与母材之间施加电压并相互接触引燃电弧后，电弧热将焊丝端部及电弧区周围的焊剂及一母材熔化，形成金属熔滴、熔池及熔渣。金属熔池受到浮于表面的熔渣和焊剂蒸气的保护而不与空气接触，避免氮、氢、氧有害气体的侵入。
(3)CO2气体保护焊
CO2气体保护电弧焊原理:是用喷枪喷出CO2气体作为电弧焊的保护介质，使熔化金属与空气隔绝，以保护焊接过程的稳定。
2 高层建筑钢结构焊接的应用
2．1 厚钢板焊接技术
在高层建筑钢结构柱与一些特殊大跨度重荷载钢析架与梁的设计与施工中，厚钢板大量应用，而影响钢结构焊接质量的一个最主要因素是厚钢板的焊接。厚钢板的焊接主要是要解决层状撕裂和焊接变形二大问题。
l、层状撕裂的预防：层状撕裂是一种不同于一般热裂纹和冷裂纹的特殊裂纹，一般产生在T形和卜字形接头的热影响区夹层中，主要是T形和十字形接头角焊缝的横向收缩对板厚方向产生的拉应力在接头约束度较大的情况下，易发生夹杂物与金属脱开而形成的裂纹。采用塑性过渡层，即先用低强度焊条在坡口内母材板面上堆焊过渡层，然后再焊连续焊缝的方法。采用低氢、超低氢焊条或气体保护焊焊接。即低强度匹配的焊接材料，使金属具有低屈服点，高延性。通过计算和工艺试验确定合理的预热温度，以降低冷却速度，改善接头区组织韧性，同时采用后热消氢处理。
2、焊接变形的控制：厚板的焊接变形主要针对对接中产生的较多，主要通过以下方法来控制:通过合理的坡口角度和焊接间隙尽量减少焊缝的截面积;焊接时尽可能采用多层焊代替单层焊;尽可能采用双面对称坡口，并在多层焊时采用与构件中和轴对称的焊接顺序;采用刚性夹具固定方法控制焊后变形。
2.2钢结构螺栓连接
螺栓连接是钢结构建筑中主要的连接方式，分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种形式。这里着重阐述高强螺栓连接的检验。高强度螺栓连接的安装顺序及初拧、复拧扭矩检验。检验人员应检查扳手标定记录，螺栓施拧标记及螺栓施工记录，有异议时抽查螺栓的初拧扭矩。高强度螺栓连接摩擦面应保持干燥、整洁、不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化薄钢板、污垢和不应有的涂料等。
2.3钢结构的成形加工工艺
弯曲成型：根据工件所需弯曲力，选择好适当的压力设备。首先固定好上模，使模具重心与压力头的中心在一条直线上，再固定下模，上下模平面必须吻合，间隙均匀，上模要有足够的行程。开动压力机试压，检查是否有异常情况，润滑是否良好。难于从模中取出的工件，可适当加些润滑剂，以减小摩擦，便于脱模。首件弯曲成形后必须进行检查合格后，再进行连续压制，工作中应注意随时抽查，每一台班中也必须注意抽检。禁止用手直接在模具上取放工件，对较大工件，可在模具外部取放，对小于模具的工件，应借助其它器具取放。正式弯曲前，必须检查工件编号，尺寸是否与图纸符合，料坯是否有影响压制质量的毛刺。科技论文。对批量较大的工件，须加装调整定位的挡块，发现偏差及时调整修正。
卷圆成型：卷板前熟悉图纸、工艺、精度、材料性能等技术要求，然后选择适当的卷板机，并确定冷卷、温卷还是热卷。检查板料的外形尺寸、坡口加工和曲率样板的正确与否。科技论文。检查卷板机的运转是否正常，并向注油口注油。清理工作现场，排除不安全因素。由于板料在卷板机上弯曲时，两端边缘总有剩余直边，卷板前必须对板料进行预弯。选择合理的工艺参数进行卷板，卷板完成后用样板检查曲率，合格后方可进行批量生产。
边缘加工：需要作边缘加工的有:梁柱翼缘板、支座支承面等具有工艺性要求的加工面，有设计要求的焊接坡口，尺寸精度要求严格的加劲板、隔板、腹板及有孔眼的节点板等。对清除毛刺、飞溅、氧化皮等加工质量要求不高、工作量不大的边缘加工可采用铲边。对焊接坡口成形以及加工质量要求较高的边缘加工，可采用刨边机进行刨边，刨边加工的余量随钢材的厚度、钢板的切割方法而不同，有些构件的端部边缘加工，可采用铣边代替刨边，使构件支承部位的力由支承面直接传至底板支座，以减小连接焊缝的焊脚尺寸。
制孔加工：普通构件和对孔距要求不高的构件，制孔时采用划线钻孔。对依靠群孔作为定位的构件与孔距精度要求较高的制孔，宜采用钻模钻孔。高层钢结构构件，节点上有两个以上方向有高强螺栓连接的构件，或设计上有特殊要求的构件制孔，应采用钻模钻孔。
另外，测量工作的好坏，是关系整体钢结构安装质量和进度的大问题，为此钢结构安装应重点做好以下工作:设计图纸的审核;测量定位依据点的校核与校测;测量器具的检定与检校;测量方案的编制与数据准备;建筑物测量验线;高层钢结构安装阶段的测量放线工作。包括控制网的建立，平面轴线控制点的竖向投递，柱顶平面放线，悬吊钢尺传递高程、钢结构安装测控等。
3 结语
建筑施工技术是生产建筑产品的技术，建筑产品具有典型的单一性，固定性和巨大体量的特性。因而建筑施工技术也是复杂多变的。钢结构工程是节能环保型结构，是未来我国将大力发展的结构形式之一。需要进一步研究高层建筑钢结构的施工链接技术。
参考文献
[1]马兴宝.上海高层建筑施工技术的概述[J].施工技术,1996,(02)
[2]王洪名,李晓枫.高层建筑主体施工技术探讨[J].林业科技情报,2001,(02)
[3]姜辉.梁式转换层高层建筑施工技术的探讨[J].科技资讯,2010,(07)
[4]杨爱华.梁式转换层高层建筑施工技术的探讨[J].建材与装饰(下旬刊),2008,(07)
电焊技术论文范文4
【关键词】现代机械制造；精密加工；技术探讨
0.前言
随着社会经济的不断发展和生活品质的不断提高，人们对各类产品的要求也越来越严格，对于产品也要求也向着质量高档、品种多样、价格合理、使用方便、外形美观、自动化程度高等多方面发展。要满足人们对于产品越来越高的需求，对于现代机械制造和精密加工技术的研究也显得越来越有意义。因此，笔者通过以下几个下面与业内人士进行探讨。
1.现代机械制造工艺与精密加工技术的特点
1.1关联性
从机械制造技术角度来看，机械制造技术的先进性是贯穿于产品从调研到销售等的整个过程，而不仅仅体现在机械制造过程中，其中包括产品的调研、产品的研发、设计工艺、产品制造和销售等环节过程。这些环节之间联系密切，只有各个环节协调合作才能产生最优的技术效益，如果其中任何一个环节出现问题都会对整个技术过程产生难以预料的影响。所以真正把握现代机械制造工艺与精密加工技术之间的相关性是对我们业内人士最基本的要求。
1.2系统性
随着科学技术的不断发展，现代科学技术在机械制造过程中的作用也越来越重要，先进的机械制造技术工艺更是离不开多种现代科技技术的综合运用。在产品的设计、生产、制造和销售等整个过程中，会运用包括计算机、自动化、传感、信息和现代化系统管理等科学技术，并且这种情况会随着科技的不断发展而越发明显。
1.3全球性
随着社会经济全球化的大背景下，现代机械制造技术与精密加工技术也在面临着全球化的挑战，各种先进技术不断出现，制造技术和市场的竞争也显得愈加激烈。在如此激烈的竞争中，一个国家只有把本国的技术发展成为国际先进水平，提高本国制造业水平，才能在国际市场中立于不败之地。
2.机械设计和制造工艺
2.1机械设计技术
机械设计技术主要包括产品方法设计理论、工艺设计、结构设计和材料选用等。随着科学技术的不断提高，传统的机械制造技术已远远不能满足现代机械设计的要求，例如数控机床设计、汽轮机叶片结构设计和高效节能电机设计等方面。现代机械设计技术已经从直觉设计和经验设计发展成为先进理论和有效方法的设计方法理论，在设计的各个阶段，充分利用先进理论和有效方法解决实践中遇到的各种问题已成为现代机械设计的发展趋势。现代机械设计设计仿真技术、系统工程、优化设计、计算机辅助设计、可靠性设计和模态分析等方面内容。运用现代科技信息技术、科学思维，并有效利用设计方法理论来提高设计的水平和质量，促进机械设计技术的快速发展。
2.2机械制造工艺
现代机械制造技术涉及的范围较广，例如钳、焊、铣等。笔者结合自身经历，从现代机械制造工艺中比较常见的现代机械制造焊接技术来重点讨论分析。现代机械制造焊接技术主要包括以下几种：一是电阻焊；二是埋弧焊；三是气体保护焊；四是搅拌摩擦焊；五是螺柱焊。
2.2.1电阻焊焊接技术
所谓电阻焊焊接技术，是指把被焊接的物体紧密压在正负电极之间，然后在对其通电，借助电流流经被焊物体接触面及其附近形成发热效应，加热至熔化，让其与金属合为一体的一种压力焊接技术。该技术具有机械化程度高、加热时间短、焊接质量高、生产效率高、无有害气体等优点，因此被广泛应用与现代机械制造业中。但缺点是维修难度大、设备成本高等。
2.2.2埋弧焊焊接技术
所谓埋弧焊焊接技术，是指在焊剂层下面燃烧电弧进行焊接的一种焊接技术。该焊接技术分为半自动和自动两种焊接方式。半自动埋弧焊焊接技术需要机械送进焊丝，并且需要人工手动移动电弧，自动埋弧焊只需要焊接小车送进焊丝和移动电弧，因此半自动埋弧焊焊接技术已经被淘汰了。自动埋弧焊焊接技术具有焊缝质量高、生产率高和劳动条件好等优点。
2.2.3气体保护焊焊接技术
所谓气体保护焊焊接技术，是指以电弧为热源的一种焊接工艺，主要特征是被焊接物体的保护介质是气体。其工作原理是：在电弧的四周形成气体保护层，将熔池和电弧与空气隔离，从而可以有效的阻止有害气体对焊接产生影响，并且同时保证燃烧的充分和电弧的稳定。目前使用最广泛的保护气体是二氧化碳，原因是二氧化碳价格低廉。
2.2.4搅拌摩擦焊焊接技术
搅拌摩擦焊焊接技术要点就是焊接时，会舍弃掉除了焊接搅拌头以外的任何焊接消耗性材料，例如保护气体、焊丝、焊剂和焊条等统统舍弃掉。
2.2.5螺柱焊焊接技术
所谓螺柱焊焊接技术，就是把螺柱的一端同板件或管件的表面向接触，并且接通电弧直至接粗面熔化，然后再对螺柱施加一定的压力而完成焊接的一种焊接技术。该焊接技术可以分为两种焊接方式：拉弧式和储能式焊接方式。由于前者焊接时熔深交大，主要应用在重工业中，而后者恰好相反，而主要应用在薄板的焊接。两者的共同点就是单面焊接，具有不需要钻孔、打洞、以及粘结等优点。
3.精密加工技术
精密加工技术很多，例如模具成型技术、精密切削技术、微细加工技术、超精密研磨技术和纳米技术等。笔者结合自身实践经历来进行简单的探讨分析。
3.1模具成型技术
目前，飞机、汽车、仪表、电机和家用电器等产品中，至少有三分之一的部件是通过模具加工制造的。模具成型技术的核心技术是如何保证模具的精度，这也是衡量一个国家制造技术水平的一个重要标志。电解加工技术可以使模具精度达到微米级，有效的解决了表面质量的问题。
3.2精密切削技术
直接利用切削得到高精度产品仍然是最常用的方法，但是，想要得到高精度的产品，切削时必须尽可能的减少机床、刀具等因素的影响，因此也必须有更加先进的技术作保证。
3.3微细加工技术
随着科学技术的不断进步，电子元件的体积越来越小，然而使用的频率却越来越高，能量消耗也相应的越来越少。目前的超微细粒子技术更是使半导体的加工精度达到了几百个埃的精密程度。
3.4超精密研磨技术
超精密研磨技术主要应用于集成电路硅片的加工（下转第178页）（上接第21页）方面，因其表面粗糙度的要求为 1-2 毫米，传统的研磨、磨削和抛光难以满足其要求，必须进行原子级抛光。因此各种新原理、新方法的超精密研磨技术也应运而生，例如流体动压型悬浮研磨的非接触研磨等，大大促进了超精密研磨技术的发展。
3.5 纳米技术
纳米科学涉及多个学科，是现代物理学与先进工程技术相结合的产品。近几年，纳米机械技术得到了快速发展，能够在硅片上刻画出纳米级宽的线，这充分表明信息存储的精度得到了大大的提高。
4.结语
总而言之，现代机械制造工艺与精密加工技术在机械制造业发展中起到了及其关键的作用，我们必须充分认识到现代机械制造工艺与精密加工技术研究的必要性和重要性，并且努力学习和提高现代机械制造工艺与精密加工技术工艺，更好地为我国现代机械制造业的发展而服务。
【参考文献】
[1]蔡茂健.基于绿色制造理念的机械制造工艺[J].信息与电脑（理论版），2011，2.
[2]李磊.机械制造的技术特点与发展趋势[J].科技资讯，2011，5.
电焊技术论文范文5
关键词：焊接 焊接材料 无铅焊料 高能束流焊接 数值模拟 焊接自动化
21世纪在基础结构材料发展中，钢铁仍然是占主导地位的基础材料。焊接技术作为现代制造业最重要的加工与成形技术之一，随着焊接能源的不断创新与发展，其焊接方式与焊接工艺也实现了较快的发展与提高，如广泛采用的热、光、电、机械、化学、声等能源，借助于热力学、力学、以及冶金学的相互作用，逐步衍生出独具特色的焊接物理、焊接冶金学等学科，并推动了焊接制造技术、焊接材料、以及焊接结构工程的快速发展。
一、我国当前焊接技术的发展现状
随着钢铁材料性能的不断提升，焊接用钢向高纯度、轻质化、高强化、微合金化的方向发展，与之对应的焊接材料却难以满足焊接冶金理论的发展，传统的焊接评价方式已经落后，尤其是在电子电气产品的生产中，WEEE、RoHS指令的生效，对无铅替代钎料的技术挑战，迫切需要我国加大对无铅元器件制造、无铅产品装备及制造工艺等方面的研究。同时，对铝、镁、钛等轻质材料的不断应用，扩散焊、高频焊及摩擦焊等非熔性焊接技术、钎焊、高能束流焊接技术也获得了快速发展。焊接技术的自动化水平已经成为提高焊接效率和提升焊接质量的重要途径，特别是在航天航空业、重机制造业、核电工程业等领域，焊接机器人以其成熟的自动化控制技术，实现了对焊接过程中综合利用电弧焊、压焊、钎焊等技术的检测和控制，从而能够敏锐地在捕捉焊接特征信号的基础上，实现直接焊接操作。为了实现对焊接过程中复杂物理化学焊接过程的模拟和仿真，利用计算机技术和仿真技术，来实现对焊接热过程、焊接冶金过程中的应力变形进行分析，从而科学预测焊缝组织与焊接结构的残余应力及变形参数，从而推动焊接理论的发展。
二、当前我国焊接学科研究成就及进展
1.高品质焊接材料的生产与应用
钢铁生产技术，特别是精炼炼钢技术与控压控冷轧技术的发展，使得钢铁材料的性能得到了广泛提升，而与之相对的焊接金属，由于其自身的非平衡性结晶组织，其冲击韧度普遍低于母材，因此，发展高品质的焊接材料已经成为当前焊缝金属亟待解决的重要难题。结合焊接洁净度的要求，在焊接材料的选择上，要严格控制其铁合金、矿物质等含量，如高纯度钢带或焊丝盘圆。同时利用钢铁精炼技术，有效减少P、S、O、N等杂质，近些年来对复合合金材料的应用，也在提高冶金净化工艺上发展了焊接冶金理念。药芯焊丝技术是焊接材料生产中的关键技术，与美国、日本、德国等国家的生产技术相比，我国药芯焊丝制造技术还有一定的差距，随着对新进设备和技术的消化吸收，由我国研制的国产药芯焊丝制造设备，也相继通过了欧洲机电（CE认证）认证，其自动化技术与检测技术也达到了欧洲技术要求。
2.对无铅连接材料及无铅可靠性技术与标准的突破
随着2006年WEEE和RoHS指令对电子电气产品中铅含量等有毒有害物质的限制与禁止，我国电子工业面临着开发无铅连接材料的严峻挑战。在多年来各相关研究机构与高校的通力配合下，在无铅合金钎料与可靠性方面取得了较大进展。作为当前重要的无铅合金钎料SnCu（SC）和SnAgCu（SAC），不仅改善了无铅合金材料的整体性能，也通过添加微量元素，改善了钎料物理性能，也提高了连接接头的可靠性，如稀土Re的应用，可以有效改善钎料的润湿、蠕变抗疲劳性能。广东省作为率先颁布无铅技术的产业区域，在无铅焊接材料、无铅片式元器件，以及无铅电子制造设备等方面成立了研究联盟，推动了我国绿色电子产品制造技术的发展。如格力、华为、格兰仕、美的等电子制造企业对新型无铅连接材料的应用，提高了我国产品无铅化制造水平。
3.高能束流焊接技术的应用与发展
激光技术在焊接产业中的应用，特别是激光束与电弧的复合，推动了高能束流焊接技术的迅速发展。借助于新型激光器的应用，如激光与钨极惰性气体的复合、与熔化极惰性气体的复合等，从而取得较好的激光-电弧联合焊的焊接效果。如百瓦级激光能量与电弧复合技术，对于薄板焊接具有较好的效果，千瓦级激光能量与电弧复合技术，能够充分发挥激光与电弧的性能优势，对于镁合金、铝合金、高强钢等材料具有较好的焊接效果；对于万瓦级激光能量与电弧复合技术，比较适宜对大深度焊缝的焊接，如船板等厚板的焊接要求。在工业生产中，采用12kWCO2激光或10kWCO2光纤激光与熔化极电弧复合技术，来实现对钢板或筋板的焊接需要。
4.对焊接热过程中的数值模拟与仿真技术的研究
对于焊接热过程中的数值进行模拟与仿真，利用计算机技术来获得焊接过程中的各类复杂边界条件、残余应力与变形特征、热源分布、以及焊接冶金理论基础数据，如通过对焊接热过程中的准稳态和瞬态数值的模拟与计算，实现了对焊缝尺寸、热循环参数，以及热影响区域的准确预测，从而改进复合焊技术。由上海交通大学与西安交通大学联合开展的焊接热弹塑性理论研究工作，能够实现对大型复杂结构焊接中的应力与变形分布进行预测，如在大型舰艇制造中，对船体框架结构进行焊接变形分析，从而改进焊接工艺和方法，提升焊接器件的稳定性具有重要的指导意义。
5.对焊接技术自动化与智能化的应用与发展
焊接技术的自动化与智能化已经成为未来焊接产业发展的方向，特别是视觉传感与跟踪技术的发展，对焊接过程中的熔滴过渡控制技术的应用，可以实现对机械、电弧、光等物理信息的准确检测与控制，从而对待焊接过程智能化的发展。如常见的焊接跟踪系统多以激光为光源，结合不同的应用领域，以点式光或条纹式光来完成焊接过程。
三、我国焊接技术的发展趋势
从我国当前焊接材料的产量来看，虽然从总量上位居世界首位，但产品的结构与高品质焊接材料的生产却与世界先进国家差距较大，主要表现有：一是在对焊接材料预处理上缺少专门的技术与体系，如对原材料的筛分与检验，对混合均匀度的控制与预烧结处理等；二是在改善焊条药皮密实度上，我国的油压式压涂机的性能还不够完善，对水玻璃的加入量需求加大，降低了药皮的整体性能；三是在生产车间环境治理上，国外多以密闭方式来进行熔炼焊剂，而我国多以敞开式进行生产；四是焊剂生产设备的自动化水平上，在焊剂的成形与颗粒度等方面还有很大差距；五是在无铅连接材料与连接技术的应用上，与国际领先技术相比，钎焊理论与应用水平只在部分领域获得成功，在总体技术水平，以及高端焊接产品、特种助焊剂方面还有待提升。
为此，发展焊接技术，提升焊接设备及焊接材料的研究水平，加大对新型焊接工艺与焊接装备的研究投入，主要从以下几个方面来着手：一是从焊接材料的钢芯制造上，与钢材企业深入合作，提高钢芯的纯净度与高韧性；二是加大对无铅产品及工艺的研究，特别是对钎焊工艺与焊点缺陷的检测与评价，建立无铅连接材料可靠性与寿命预测模型，鼓励行业内的优秀企业强强联合，共同推进钎焊材料的研制进度；三是加大对激光焊接技术的应用研究，如对大功率激光器的研究，扩大其在焊接、切割等领域，对大型钢结构设施的加工能力。借助于微观机制法语宏观热效应法，来实现对焊接热过程的数值建模与仿真，通过分析与计算焊接热过程中的动力学状态数据，为准确表征焊接过程，综合评估焊接过程中各类因素的优缺点，进而推动焊接加工工艺水平的逐步提高。
参考文献
电焊技术论文范文6
进行了详细的介绍．指出了交直流弧焊电源沿高性能数字化与智能化方向发展的趋势。
关键词：交直流；弧焊电源；数字化； 智能化
中图分类号：tg434 文献标识码：a
铝及其合金通常采用工频交流正弦波钨极氩弧焊进行焊
接。但这种焊接电源的电弧稳定性差，正负半波通电时间不可
调，还要利用消除直流分量的装置，而且不能用于碱性焊条电
弧焊。特别是。它对于一些要求较高的焊接工作，如铝薄件小
电流焊接、单面焊双面成形、高强度要求的焊接等，都很难获
得满意的焊缝质量。随着大功率半导体元件和电力技术的发
展．近年在国内成功应用了交直流弧焊工艺，并研制和生产出
了相应的弧焊电源.。
交直流弧焊是一种薄板铝合金较理想的电弧焊方法．其既
可以控制焊缝的熔深．又可以提高焊接效率。其中交直流氩弧
焊功能最适合于铝及铝合金、镁及镁合金的焊接。其具有雾化
调节功能，能有效地破除工件表面的氧化膜；焊缝成形好、表
面光亮美观¨2．3]。
近年来。铝合金等非铁金属以其低温特性、质量轻、比强
度高等优点，已被广泛地应用在航空航天、汽车和民用工业
中，成为一种重要的加工材料 】。随着科学技术的发展，薄板
铝合金在工业中的应用越来越广，其焊接量也在不断地扩大。
提高焊接生产率、保证产品质量、实现焊接生产的自动化、智
能化越来越得到焊接生产企业的重视，特别是对焊接质量和精
度要求比较高的机器人焊接场合更是如此。加上现代人工智能
技术、数字化信息处理技术、计算机视觉技术等高新技术的融
入，也促使交直流焊技术正朝着焊接高速高效化、焊接控制数
字化、控制系统智能化方向发展。
1 交直流弧焊原理及特点
交直流弧焊的主要特点是电流过零点的时间极短，通过电
收稿日期：20__一ol一29；修回日期：20__～07—20
基金项目：国家自然科学基金资助项目(50575074)；广东省科
技攻关项目(20__a105010)
子控制技术使正负半波通电时间比和电流的比值可以自由调
节。因此把它用于铝及其合金焊接时，在焊接工艺上有以下特
点：电源稳定， 电流过零点时重新引弧容易，不必加稳弧高压
脉冲或高频电，受干扰的影响小，并可以通过调节正负半波通
电时间比例来获得最佳的熔深和阴极雾化作用，提高钨极的寿
命：调节工件上的热输入，更有效地利用电弧热和电弧力作用
来满足某些弧焊工艺的特殊需要，不必采用消除直流分量的装
置等等。
逆变式交直流弧焊电源，主要由普通直流弧焊电源和逆变
器组成主电路．通过逆变器把直流转变成交流，频率可调，正
负半波通电时间比、正负半波电流比值也可以在一定范围内自
由调节．原理如图l所示。
+
图1 交直流弧焊原理示意图
从图l可知， 当．s ，．s，触发导通，．s2，s4关断时，直流电源
通电回路为：+一．s，一电弧一．s，，从而在电弧获得正半波的电
流，直流且焊丝为正极性时， 电弧稳定，焊缝熔深大，通过对
电流进行有效控制，容易实现焊丝熔化及熔滴过渡。当．s ，s4
导通，．s ，．s，关断时，通电回路为一一．s『_+电弧一s4，从而在电
弧获得负半波的电流，直流且焊丝为负极性时，电弧沿焊丝上
爬，电弧不稳定，熔滴不易过渡，焊接熔池浅，具有电弧沿焊
丝上爬促进焊丝熔化以及减小电弧对熔池的加热作用，形成浅
熔深的特性。由此可见，只要控制2组电子元件轮流导通，切
换电弧电流的方向．并通过控制2组电力电子元件导通时间的
长短和通电时间的相对比例．就可得到频率和正负半波通电时
weldin~technolo~ vol-36 no．5 oct．20__ ·专题综述· 5
间比例可调节的交直流电。在焊接过程中，根据焊件的尺寸要
求．选择合适的焊接电流频率和正负半波通电时间比率，便可
控制形成合适的焊缝质量，尤其是焊接薄板时形成浅熔深，保
证不出现熔池形成失败现象，满足焊接质量的要求。
2 直流弧焊逆变技术
功率电子器件性能的提高和发展为逆变技术的迅速发展提
供了最基本的物质基础，一种新的性能更优越的电力电子器件
的出现．必将引起逆变技术大发展，势必引起先进的逆变技术
在交直流弧焊电源中的应用与发展。
我国自1962年试制成功晶闸管以来，以普通晶闸管和硅整
流管为主体的变流技术、逆变技术有了很大的发展，器件质量
有较大的提高，派生型晶闸管，如快速、双向、可关断和逆变
导器件有较快的发展．产品产量大幅度上升。近10多年来，经
过精心设计，加上工艺、测试、可靠性以及装备等方面的研
究，器件容量定额大大提高，静、动态特性得到改善。我国已
自行设计和研制出1 000 a，1 200 v，30 s的快速晶闸管；
100 a，600 v以上的功率开关晶体管；40，60 a，1 000 v以
上的快速二极管。此外，50．100 a的大功率场效应晶体管、
igbt在90年代初也开始试制生产。同时，在变频调速、稳压
电源、不间断电源、电镀电源、电阻焊、弧焊电源、电子束电
源、中高频加热及热处理、电化学等方面已广泛应用逆变技术
和产品，并拥有数十个系列和数百个规格的这类产品。其
中包括单机容量为250，350 kva的晶闸管变频器：单机容量
为1 000 kw 以上、工作频率为50 khz的中频加热电源装置：
200 kva以上的不间断电源装置：250 kva的igbt式电阻焊逆
变器；33 kva的igbt式弧焊逆变器；15，30 kva的场效应晶
体管式的弧焊逆变器等[53。
上世纪90年代，国内外电力半导体器件和逆变技术在不断
向功率化、快速化、模块化、组合化、智能化、廉价和高可靠
性方向发展，新型的大功率场效应管用作弧焊逆变器的快速开
关，比普通的双极型大功率晶体管更为优越。为此，研制出了
这种新型的弧焊逆变器。以igbt、场效应晶体管为主体的电
力半导体器件及逆变技术，将主导电力电子装置、电源的蓬勃
发展，使其产生革命性的变化，并以高效节能、省材、轻量
化、高性能和可靠性而愈来愈显著地体现它的优越性。
新型大功率电子元件的出现，推动了弧焊电源的发展。可
控硅焊接逆变器的出现，就是一个例证。它具有体积小、质量
轻、效率和功率因素以及工艺性能好等突出的优点。双极型大
功率晶体管的问世，又促使逆变器的频率和性能进一步提高。
从功率器件换流过程及其控制来看， 目前逆变技术正由传
统脉宽调制硬开关技术和频率调制谐振技术转向脉宽调制软开
关技术。上世纪50年代，随着脉宽调制硬开关技术的出现，揭
开了逆变技术发展的序幕。许多国家就争先致力于功率电子器
件、磁性材料、控制集成芯片和电路拓扑等方面的研究。脉宽
调制硬开关技术经过上世纪60年代的成长期、上世纪70年代的
发展期和上世纪80年代的成熟期，迄今为止，已经获得了最广
泛的应用。但是，它的开关频率不能太高，存在着换流慢、开
关损耗相对较大、承受较高的du／dt和di／dt等问题，其安全性、
可靠性较差，并且会产生显著的电磁干扰[6]。
针对硬开关换流过程存在的问题，上世纪70年代中期，频
率调制谐振技术应运而生，其技术关键在于应用电感电容网络
的谐振原理， 迫使功率开关器件的电流或电压按正弦规律变
化，当电流或电压过零时，使器件开通和关断， 因而解决了开
关动态损耗、电流冲击、电压应力和电磁干扰等问题。它从根
本上克服了传统脉宽调制硬开关变换器的缺点， 因而迅速成为
功率电子学新的发展方向和研究热点。但是，频率调制谐振变
换技术也带来以下新的问题：①输出电压与频率有关，为保持
输出电压在各种运行条件下基本不变，必须采用变频控制，对
负载变化的适应性差，所以常用于负载基本不变或变化不大的
场合；②功率器件的容量需要更大；③ 开关频率大范围变化导
致滤波器、变压器等磁性器件的设计难以优化 。
上世纪80年代末期，脉宽调制软开关技术(spwm)的问
世，推动大功率逆变技术的研究与应用水平又上了一个新的台
阶。脉宽调制软开关技术综合了传统脉宽调制技术和谐振技术
的优点，仅在功率器件换流瞬间，应用谐振原理实现零电压或
零电流转换，．而在其余大部分时间采用恒频脉宽调制方法，完
成对电源输出电压或电流的控制，因此开关器件承受的电流或
电压应力少。近10 a来，脉宽调制软开关技术在功率逆变电路
中逐渐占据主导地位[8-10]。目前，脉宽调制软开关技术仍然是
功率电子学最重要的研究内容之一，应用前景十分广阔。
3 交直流弧焊电源控制数字化
数字化焊接是指用计算机技术来控制焊接设备的运行状
态，使其满足和达到焊接工艺所提出的要求， 以得到完全合格
的焊缝。弧焊逆变电源控制系统在实现方式上主要经历了模拟
控制系统和数字控制系统2个阶段。传统的模拟控制系统进行
复杂处理的能力有限，元器件数量多，并且控制系统的参数由
电阻、电容等分立元件的参数决定。控制系统调试复杂、灵活
性差：同时电阻、电容的参数分布影响控制系统的一致性．参
数的稳定性差，如温度漂移影响控制系统的稳定性；此外因硬
件实现上的局限性， 控制算法仅能采用pid调节等方法．一些
先进的控制算法因无法用模拟电路实现或实现起来非常困难而
不被采用，因此在很大程度上限制了弧焊逆变电源的发展。
近年来，随着大规模集成电路asic、数字信号处理器
DSP、复杂可编程逻辑器件cpld、现场可编程门陈列fpga等
6 ·专题综述· 焊接技术 第36卷第5期20__年10月
新型半导体器件的应用与发展．弧焊电源的控制电路已由原来
的分立元件、简单集成电路发展成以单片机，dsp，cpld，
fpga为核心的数字化控制电路． 主电路的数字化使焊接电源
的功率损耗大大减少，效率可达到90％i“]。另外．由于工作频
率的提高，回路输出电流的纹波更小．响应速度更快．焊机可
以获得更好的动态响应特性。
目前弧焊电源数字控制系统主要包括：单片机控制系统、
可编程逻辑器件pld控制系统、arm芯片控制系统、基于dsp
的控制系统等。
单片机以其较高的灵活性和性价比。广泛应用于弧焊电源
的数字化控制中。单片机控制的弧焊电源主要以mcs一51系列
或mcs一96系列单片机为中央处理器．配合少量的接口电路和
电路。由于单片机无法完成实时计算和高精度的控制任
务。一般多用于简易控制系统中。另外．单片机控制系统中只
是部分实现数字化。其反馈信号和pwm仍然采用的是模拟控
制电路，因此，数字化的特点在单片机控制的弧焊逆变电源中
并没有得到充分体现。
基于dsp的控制系统与单片机相比．其数据处理能力强，
能实时完成复杂计算，单周期多功能指令，pwm分辨率高，
性价比高， 可实现更为理想的数字化控制。fronius公司的
transplus synergic2700／4000／5000系列产品在焊机上实现了多种
电弧焊接方法，可存储几十个焊接程序，实时显示焊接参数，
通过单旋钮给定焊接参数和电流波形参数，可实现熔滴过渡和
弧长变化的精确控制。此类焊接电源还可以通过网络进行工艺
管理和控制软件升级。
文献[12]在单片机控制的交直流焊电源的基础上，设计了
以单片机at89c51控制的多功能交直流方波电源。随着模拟电
路和数字电路有机结合的模块电路的发展，它将逐步取代分立
式模拟电路。
文献[13]采用ti公司的tms320f240型dsp作为控制系
统的核心芯片研制了基于数字信号处理器(dsp)进行了数字
化igbt逆变交直流方波脉冲tig焊机的研制。
数字化控制技术在弧焊电源中的运用，使得先进的控制算
法在弧焊电源运用中得以实现，弧焊电源可以采用更先进的控
制算法，使其输出电能质量好，可靠性高，便于实现智能控制。
数字化是弧焊电源的发展方向。逆变技术的应用实现了电
源主电路的数字化。基于单片机，dsp及cpld／fpga等新型半
导体器件的控制系统实现了控制电路的数字化。dsp，pld／
fpga由于其强大的性能与极大的灵活性，将在弧焊电源数字
化控制系统中具有广泛的应用前景和优势。可以预见，采用
dsp．cpld／fpga进行高精度高性能的弧焊逆变电源的数字化
控制技术的研究将是今后弧焊电源的发展主流，必将得到很大
的发展。
4 交直流弧焊控制的智能化
微机控制的弧焊电源，目前已广泛地应用于焊接领域中。
逆变电源传统控制方法依赖于电源系统的 数学模型和参数的描
述。功率逆变技术的发展表明，逆变电源的模型结构和参数与
许多复杂的因素密切相关。模型结构和参数的改变主要是由于
逆变电源的连续或非连续方式、与工作温度有关的电路参数、
输出电网的电压和随机的非线性负载等条件的变化而引起的。
此外，焊接过程是一个复杂的过程，焊接电源输出特性是非线
性、时变、不确定的受控对象，具有时变、非线性及干扰因素
多等特点，因而很难建立起精确的数学模型。采用传统控制理
论．准确、全面地反映逆变电源系统静态和动态特性的数学模
型常常难以建立。现代控制技术特别是智能控制技术的发展为
解决这些问题提供了新的途径。目前，比较成熟的方法主要有
专家系统、神经网络和模糊控制方法[14,15]。
专家系统是利用控制理论的专业知识和经验，采用人工智
能专家系统的知识表示及推理技术得出动作控制系统。从某种
意义来说．专家系统就是一个知识获取和利用系统。目前，它
在逆变电源的设计、建模、波形控制等方面取得了一些成果。
但是它的获取比较慢．难以满足快速时变系统的实时控制要求。
神经网络控制方法可看作并行输入和并行输出分布的计算
系统。由于采用特殊形式的非线性并行处理形式，因而它最突
出的优点在于能逼近任意属于的l2非线性函数。采用神经网络
方法。控制问题可以看成是模式识别问题。一般认为，用神经
网络设计的系统，适应性、智能性、鲁棒性好，能处理高维、
非线性、强干扰、不确定及难建模的复杂工业过程的控制问题。
它已经在弧焊电源及焊接过程控制方面得到应用。所面临的问
题主要是如何提高学习速度，避免局部最优而取得全局最优等。
模糊控制理论与技术的迅猛发展为解决上述问题提供了新
的有效工具。模糊控制是以模糊集合论、模糊语言变量及模糊
逻辑推理为基础的一种计算机数字控制方法，是一种非线性控
制．属于智能控制的范畴，是实现智能控制的一种重要而又有
效的形式。模糊控制的关键部分是模糊推理合成运算。将模糊
自动控制技术应用于大功率逆变电源具有独特优势，使设计过
程可以不依赖于电源系统的数学模型结构和参数来建立模糊控
制规则等过程。能够简洁而有效地达到综合提高大功率逆变电
源控制的快速性、稳定性、准确性和鲁棒性的目的。美国、13
本、德国和中国都已相继推出模糊芯片、模糊微控制器及相关
开发工具。这种实现方式直接通过硬件实现模糊逻辑运算及推
理．可以极大地提高推理速度和控制精度。但其性能价格还不
够理想，模糊芯片的输入、输出以及模糊规则数目等有限，与
软件实现相比还不够灵活。然而，随着模糊微处理器技术的飞
跃发展．必将为这种硬件实现方式带来生机和活力。
weldinz technolo~~vo1．36 no．5 oct．20__ ·专题综述· 7
5 结论
计算机技术、网络技术、控制技术及电力电子技术的发展
为智能型弧焊电源的发展提供了保证。利用计算机的存储功能
和高速、高精度数据处理能力，可促使焊机向多功能化和智能
化发展。
在弧焊电源中引入专家系统、神经网络控制、模糊控制等
现代控制方法，进行参数的优化、焊接质量的控制等，进一步
提高焊机的性能和适应性。通过数字化和智能化控制技术来保
证弧焊电源的稳定性、可靠性、高效率及焊接质量是现代交直
流弧焊电源发展的方向。
参考文献：
[1]黄石生．现代焊接电源及设备[m]．广东广州：华南理工大学出版
社．1993．
[2]潘际銮．现代弧焊控制[m]．北京：机械工业出版社，20__．
[3]殷树言，张九海．气体保护焊工艺[m]．黑龙江__：__工
业大学出版社．1989．
[4]廖平，黄鹏飞，卢振洋，等．变极性脉冲mig焊控制系统[j]．焊
接学报，20__，7(3)：53—56．
[5]黄石生．逆变理论与弧焊逆变器[m]．北京：机械工业出版社，
1995．
[6]王振民，黄石生，薛家祥，等．弧焊逆变技术的研究现状与展望
[j]．电焊机，20__，30(8)：3-6．
[7]hurley w g．optimized transformer design：inclusive of high-frequency
efects [a]．ieee transactions on powerelectronics [c]．1998，13
(4)：651—659．
[8]gui·chao hua．an improved full—bridge zem—voltage—switched pwm
converter using a satiable inductor[a]．ieeet transactions on power
electmnics[c]．1993，8(4)：530-534．
[9] bhat a k s．a fixed-frequency modified series·resonant converter：．
analysis，design and results[a]．ieeet transactions on power elec—
tronics[c]．1995，10(6)：766—775．
[10] jung-goo cho．zem-vohage and zero-current·switching full bridge
pwm converter for high—power applications[a]．ieee transactions
on power electronics[c]．1996，11(4)：622—627．
[11]吴开源，黄石生，李阳，等．弧焊电源的数字化控制技术[j]．
设计与开发，20__，30(1)：72—75．
[12]李本亮，孙仁云，孙春燕．基于单片机控制的多功能交直流方波
焊接电源[j]．四川工业学院学报，20__，23(1)：48—50．
[13]李春旭，王珊，郭学良．数字化逆变交直流方波脉冲tig焊机
研制[j]．电焊机，20__，36(10)：31—35．
[14]黄石生，薛家祥，余文松，等．新型弧焊电源及其智能控制[j]．
中国工程科学，2oo0，2(4)：71-74．
