在众多焊接方法中,TIG焊因为具有适应范围广、焊接电弧稳定等众多优点而被广泛应用。其中直流脉冲TIG焊因为采用的是脉冲电流焊接,焊接时可以减小电流的平均值,用较低的热输入获得足够的熔深,减小焊接热影响区和焊接变形,适合焊接薄板。当脉冲频率增加时电弧对熔池的压力增大、电弧挺度增加,焊缝处熔深增加,熔宽变窄,有利于焊接成形。众多优势使脉冲TIG焊在焊接领域有着不可替代的地位。基于脉冲TIG焊的一些技术特点,本文设计了直流脉冲TIG焊焊接电源控制系统。电源控制系统包括功率开关控制系统、频率可调数字控制系统、MOSFET和IGBT驱动系统。设计的电源控制系统在时基电路无分频情况下,输出脉冲频率范围1 Hz-111 kHz,输出的频率、脉宽比可通过计算任意可调,可以满足直流脉冲TIG焊频率、脉宽调节的要求。驱动电路控制电压的变换,使MOSFET的输出驱动电压在+12V和-6V之间快速转换,IGBT的输出驱动电压在+15V和-8V之间快速转换,转换中时间非常短,降低器件的功能损耗,均满足斩波控制驱动的要求。经对比试验证实,IGBT功率开关为本次设计的合理选择。直流脉冲TIG焊电源控制系统经过大量的调试实验,焊接脉冲电流频率可达到了20kHz,经示波器测试电流运行稳定。当焊接工艺参数只有脉冲电流频率变化,保持其它参数不变,测量在不同脉冲电流频率下的电弧压力,实验得出随着脉冲电流频率提高,电弧压力呈逐渐递增的趋势,当频率达到一定值时,压力基本保持不变。在脉冲频率为1kHz-20kHz范围内对0.8mm的Q235薄板焊接时,焊缝成形均较好。对焊缝进行熔深熔宽的测量、金相实验。实验结果得出,频率的增加使焊接热输入减小,焊件变形减小,焊缝成形系数变小,焊缝处的晶粒度呈细化的趋势,且分布均匀。实验得出研究设计的直流脉冲TIG焊焊接电源系统能稳定运行,焊接达到设计要求。