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研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术
中国设备工程 2018.11 (下)
脉冲MIG 焊接（Pulsed Metal Inert Gas Welding）是目前应用较广的一种焊接系统，能够适用于多种焊接场合，焊接效率高、质量好、自动化程度高，应用前景广阔。近年来随着焊接生产的自动化、智能化要求的不断提高，在质量控制方面也提出了更高的要求，本文主要围绕脉冲MIG 焊接工艺与质量控制系统的应用展开具体分析。 1 脉冲MIG 焊接工艺原理与特点
脉冲MIG 焊是基于传统MIG 焊的基础上发展起来的，主要是利用脉冲电流控制熔滴过渡，实现良好的焊接过程。
与传统M I G 焊工艺相比，脉冲M I G 焊使用变动的电流、电压进行焊接工作，其优势可归纳如下。
（1）脉冲MIG 焊可在较大范围内选择焊接点电流，平均焊接电流可为十几安培，也可为几百安培，均可保证稳定喷射过渡。
（2）脉冲MIG 焊可实现对熔滴过渡、熔池尺寸的有效控制，如此有利于全位置焊接。
（3）脉冲MIG 焊可对脉冲参数进行调节，在保证电弧稳定的基础上，减小平均电流与对母材的热输入量，接头性能良好。
（4）脉冲MIG 焊接过程中，脉冲峰值、基值呈现为周期性变化，实现对熔池的搅动，减少气孔，保证焊接接头成分均匀，焊缝质量良好。
总之，脉冲MIG 焊基本可适用于所有材料，可较好实现薄板焊接、全位置焊接、热敏感材料焊接等，市场前景广阔。
2 脉冲MIG 焊接工艺关键点与质量控制
2.1 脉冲MIG 焊接工艺关键点2.1.1 电流波形选择
脉冲MIG 焊接过程中，为保证焊接质量达标，应根据实际焊接材料、焊丝直径、送丝速度等参数，对电流脉冲波形进行合理选择，如下图1所示即为脉冲MIG 焊电流波形图。由图中分析可知，影响脉冲MIG 焊接工艺的主要参数包括电流（峰值IP 、基值Ib 、平均值Ia ）、脉冲宽度（PT ）、基值时间（Ib ）、脉冲频率（f ）、占空比（k ）。在实际焊接时，正确对上述参数进行设置，确保其相互匹配平衡，实现对焊接
座便器结构
平均电流的控制，提高焊缝质量。
图1 脉冲MIG 焊电流波形图
2.1.2 熔滴过渡技术
对于脉冲MIG 焊而言，基于不同峰值电流与持续时间，可将熔滴过渡方式分为三种多脉一滴、一脉一滴、一脉多滴。根据相关研究显示，脉冲MIG 焊最佳过渡方式为一脉一滴，在焊接稳定性方面表现较好，具体需做好焊接参数匹配，以实现对过渡金属量
脉冲MIG 焊接工艺与质量控制探析
张健
（湘潭电机股份有限公司，湖南 湘潭 411101）
摘要：焊接是一种材料永久性连接的方法，在机械制造、建筑、交通车辆以及航空航天的各个领域均得到广泛应用。焊接方法发展到今天，其数量已不下几十种，尤其是脉冲MIG 焊接工艺凭借着焊接效率高、焊缝质量好、应用范围广等诸多优势得到了关注。本文首先分析了脉冲MIG 焊接工艺原理与特点，其后具体探讨了脉冲MIG 焊接工艺关键点与质量控制，提出脉冲MIG 焊质量控制系统的应用，最后就具体的工艺试验展开论述。
关键词：脉冲MIG 焊接工艺；原理；特点；质量控制；工艺试验
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中图分类号：TG457.14 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2018）11（下）-0168-02
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工程
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中国设备工程 2018.11 （下）的有效控制，保证焊缝良好成型。2.1.3 弧长控制技术
脉冲MIG 焊接过程中，熔滴过渡必然会导致弧长产生变化，因此要想实现弧长恒定不变是不可行的。对此，需采用合适的控制方法保证弧长相对稳定，现阶段常用的有瞬时弧长控制、平均弧长控制两种方法，前者的控制对象为瞬时电压/电流，包括门限控制法、QH-ARC 控制法等，其动态性能相对较好，但是熔滴过渡不够稳定，极易遭受干扰；后者控制对象为平均电压/电流，包括开—闭环控制结合并用等，其熔滴过渡理想，但是动态响应相对较差。2.1.4 焊接信号处理技术
脉冲MIG 焊接过程中要对焊接电流进行精确的控制，但是焊接过程中干扰因素众多，必须从中选取高品质的电流信号，这也是焊接领域研究热点之一，当前主要处理技术有小波分析的焊接电流信号软件处理方法、组合滤波法（包括改进的最小值滤波法、自适应中值滤波法、加权平均滤波法以及均值滤波法）等。
船用防爆离心风机2.2 脉冲MIG 焊接工艺质量控制
根据脉冲MIG 焊接工艺情况分析可知，其具有工艺参数多、影响复杂等特点，必须开展严格工艺控制，以更好的保证脉冲MIG 焊接质量，发挥应有的焊接优势，得到优质的焊接件。在传统焊接工艺质量控制方法下，主要是依靠专业技术人员凭经验进行焊接工艺参数微调，完成焊接工作后通过人工检测焊缝质量，基于现代计算机技术的发展，将其引入到焊接质量控制中可大大提高焊件生产效率、自
动化程度，此方面研究也是脉冲MIG 焊接工艺质量控制领域的重要课题。
根据脉冲MIG 焊接工艺实施过程分析可知，电流、电压数值瞬息万变，这些数值信息中包含大量物理特征信息，不同焊接状态下这些电信号存在明显差异，通过此类信号可提取焊接质量相关特征信息，为焊接质量控制提供可靠依据。随着焊接自动化、智能化技术的发展，利用焊接质量控制系统提取电流、电压信号成为研究热点，其可实现焊接过程实时监测与焊接质量评估，并落实焊接工艺参数的记录存储、总结优化，
切实保证焊接件最终质量可靠，满足设计、生产要求。
3 工艺试验——以双弧脉冲MIG 焊质量控制系
统的应用为例
3.1 系统概况
本文仅以某双弧脉冲 MIG 焊质量控制系统为例展开分析，本系统基于Lab VIEW 开发上位机软件，包括控制模块、图像采集模块、电信号采集模块。系统主要设备有逆变式脉冲MIG 弧焊机、逆变式脉冲氩弧焊机、驱动器LC2608H、控制器MMT-4Q、控制器DS-3200以及霍尔电流传感器、电压传感器、工业相机。3.2 工艺试验
本系统通过工艺试验对其质量控制效果进行验证，具体焊接工艺参数如表1所示。
第三组工艺试验焊缝编号为C1，通过采集获得的三路电流信号与控制中心对脉冲电源的控制参数进行对比，显示此质量控制系统对焊接过程实现了稳定控制，最终焊接产品外部美观、质量可靠。
4 结语
综上所述，脉冲MIG 焊接工艺近年来在我国应用十分广泛，其具有控制方式灵活、系统稳定性强、焊接质量好等特点。基于脉冲MIG 焊接工艺质量要求，在实际焊接中应积极采用质量控制系统，切实稳定控制焊接过程，实时采集相关电信号、焊接电弧图像，实现对焊接全过程监控与管理，防止出现焊缝缺陷，保障焊接件质量要求达标。参考文献：
[1]牛永，薛海涛，李桓等.脉冲电压峰值对双丝脉冲MIG 焊熔滴过渡及焊缝成形的影响[J].焊接学报,2010,31(1):50-54.[2]熊丹枫，林放，陈小峰等.双脉冲MIG 焊铝工艺参数设计及试验[J].电焊机,2010,40(9):17-21.
[3]石岩，韩永全，刘瑞等.弧长控制对铝合金双脉冲MIG 焊的影响[J].焊接技术,2011,40(1):11-13.
地下轨道站
表1 主路焊接工艺参数
主路旁路试验编号
一组二组三组四组五组一组二组三组四组五组焊接频率/Hz 8080809010080808090100电流（A）峰值1431431431501609191918085基值
10101011151717171015占空比/%
18181820201818183020送丝速度/（m/min）
2.23
3.23
4.23
4.23
4.23
240
280
320
280
280
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