电磁作用焊接技术是近年来完善起来的一种新的焊接技术,应用也日趋广泛。焊接磁搅拌装置作为电磁作用焊接技术研究中的关键设备,对于材料加工过程的机理研究和质量控制有着直接关系。本文采用双逆变技术研制了一种新型的焊接磁搅拌装置。该装置输出交变间歇方波脉冲,频率、占空比和电流幅值均连续可调,且具有体积小、重量轻、电路简单、调节方便等特点。 文中对所研制的焊接磁搅拌装置的主电路、控制电路、驱动电路进行了研究和设计。主电路采用全桥式双逆变结构,分别采用SG3525A和SG3526作为一次逆变控制电路和二次逆变控制电路的PWM芯片,并设计了相应的驱动电路。分析对比了各种常用电力电子器件,选择了功率MOSFET作为一次逆变和二次逆变开关元件。本文对主电路的主要元器件进行了详尽的参数设计与计算。同时设计了软启动电路,可以防止装置在合闸瞬间产生的浪涌电流,保护逆变功率开关管。本文还给出了焊接搅拌装置安装调试过程中的实验波形,并对各波形进行了分析。试验结果表明,焊接磁搅拌装置能输出稳定的交变间歇方波脉冲,各项性能指标均达到设计要求。 利用所研制的焊接磁搅拌装置对2219铝合金MIG焊接过程施加交变间歇纵向磁场,比较施加和未施加磁场两种情况下的铝合金焊缝组织,结果表明,外加交变间歇纵向磁场可以有效地细化焊缝晶粒,使焊缝的熔宽增加、熔深减小,进而提高了焊缝的抗裂性能。通过拉伸对比试验表明,外加交变间歇纵向磁场可以显著的提高铝合金焊接接头的力学性能。通过总结试验结果,本文对电磁搅拌的作用机理进行了分析。焊接磁搅拌试验的成功也进一步验证了所研制的焊接磁搅拌装置的实用性。