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目前铝制空分设备的纵焊缝大都是采用双人双面TIG立焊。但是铝合金熔化焊时的技术难点在于:焊接时易引起夹渣,焊接变形大,金属的固态和液态的色泽不容易区别,焊接操作时控制温度困难,容易产生气孔等等。如果焊前清理工作不是很好,检测气孔往往超标。鉴于焊接工人的劳动环境改善以及焊接质量的提高,焊接自动化是一个发展的必然趋势,目前国内外虽然对自动TIG焊研究较多,但是针对中厚壁铝合金纵焊缝的双面TIG自动立焊仍是空白。 为实现空分设备的焊接自动化,本文研究开发一种双面自动TIG立焊计算机控制系统,采用大功率和能量集中的热源,克服了由于预热而使手工焊接工人劳动环境的恶化,同时使得两把焊枪的焊接参数保持一致,从而可得高的焊接质量,改善焊工的劳动条件,大大提高劳动生产率。 本文根据一些最新的研究成果,采用二级分布式计算机控制系统。此系统的硬件主要包括五个子系统,即:焊接电源、弧长控制器、送丝机构、焊矩行走机构和检测机构;软件包括在线执行程序和离线服务程序。文中阐述了此系统的设计原理,规范选择和控制功能;力图解决对计算机控制系统的高频干扰问题,使系统工作稳定,控制精度高。控制界面采用汉语菜单,操作方便。 本文主要在如下几个方面做了一些工作: (1) 本文创新性地设计了铝合金双面自动TIG立焊计算机控制系统 (2) 全面地分析了控制系统实施过程中的关键技术; (3) 微机控制系统的设计; (4) 解决铝合金在自动焊接过程中工艺上可能存在的问题; (5) 解决立焊工艺中由于重力等导致的问题; (6) 通过硬件和软件的设计,克服高频干扰,从而确保控制系统的可靠性; (7) 设计的控制系统可以完成定位焊接,自动焊接和模拟焊接; (8) 焊接动态过程的辩识建模及系统仿真。