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本文首先介绍了埋弧焊的发展,指出提高埋弧焊焊接效率和焊接质量的发展方向是多丝多弧埋弧焊,需要研究新型逆变式交直流方波埋弧焊电源的设计问题。
其次,提出了交直流方波埋弧焊电源的总体设计方案,以及关键部件的性能指标要求,详细介绍了设计基于移相谐振技术的大容量逆变式交直流方波埋弧焊电源方案设计和主要部件的设计方法,主功率电路的拓扑设计和计算方法,通过详细计算推得采用逆变的移相谐振软开关技术,能够减少IGBT的开关损耗,从而提高埋弧焊电源的可靠性,并通过实验验证了计算的准确性。
另外,给出了逆变式交直流方波埋弧焊电源的典型控制电路设计方案,采用数字CAN总线通讯技术和蓝牙通讯技术,提高埋弧焊电源的数字化水平,为建立埋弧焊焊接专家库,为实现多丝焊接电弧的稳定控制协同工作,实现长距离焊接电源通讯和跨地区无线网络诊断、网络软件升级,以及远程焊接过程实时控制和实时监控打下数字化基础。
最后,通过大量工艺实验,验证了样机的手工焊条电弧焊、碳弧气刨、直流埋弧焊、交流埋弧焊以及双丝双弧埋弧焊的焊接工艺性能,验证了双丝双弧埋弧焊的焊接效率以及焊接质量较单丝埋弧焊有较为显著的提高。提出基于逆变式交直流方波埋弧焊电源,为研究焊丝和母材的热量分配提供研究平台,可实现母材和焊丝的熔化比的准确控制,研究多丝埋弧焊的焊接电弧和焊接工艺,将进一步提高焊接效率和焊接质量。