GMAW-P焊(Pulsed Gas Metal Arc Welding,脉冲熔化极气体保护焊)是一种高效、优质焊接方法,主要利用脉冲电流来控制熔滴过渡,减小飞溅,改善焊缝成形,提高焊缝质量。GMAW-P焊可在平均电流小于喷射过渡电流情况下实现稳定的喷射过渡,可实现薄板、厚板等多种板厚及全位置的焊接。GMAW-P焊还特别适合热敏感材料的焊接,应用范围越来越广泛。为满足更高焊接质量要求而产生的新工艺等都对焊接设备提出了更高的要求。一脉一滴是GMAW-P焊的中最理想的一种熔滴过渡形式,通过对熔滴过渡的协同控制进行研究实现稳定的一脉一滴,提高电弧稳定性,进而进一步提高焊接工艺性能。本课题在分析GMAW-P焊熔滴过渡物理现象的基础上,阐明GMAW-P焊熔滴过渡行为中的焊丝熔化、熔滴受力分析、影响GMAW-P焊熔滴过渡的因素及其规律,设计具有过渡区的脉冲电流控制波形,增强了熔滴的可控性。实现熔滴过渡的协同控制和当前周期的弧长闭环控制,提高了弧长一致性,保证了焊接质量。本文在Matlab/Simulink环境下对数字控制的GMAW-P焊控制系统进行了建模、仿真,为进一步研究先进控制算法提供了很好的平台。控制回路采用MCU+DSP双机构建的全数字控制系统,数字送丝机、显示板、主控板组成焊机网络,各部件之间通过数字通讯联接。该系统通过软件实现电流波形的精细控制和弧长的闭环控制,控制灵活,具有较高的精确性和一致性。焊接专家系统内置焊接工艺参数,包括多种焊丝的脉冲参数、一元化调节表格、动态调节系数。实验结果表明,基于全数字控制的GMAW-P焊机,对熔滴过渡的控制能力较强,可实现稳定的一脉一滴的过渡形式,有较高的弧长一致性,通过改变脉冲电流波形可实现多种材料的焊接。