（1.齐鲁工业大学，济南 250353）
摘要：本文提出的基于ARM的数字化CO2气体保护焊逆变焊机，是焊接领域的新一代智能设备，利用LabVIEW虚拟仪器对焊接电流和电弧电压在不同条件下进行波形分析，对焊接过程不同阶段从概率分布的角度做了细致分析。通过合理的参数设置不仅提高了施工效率和焊接质量，对减少施工投入成本，环境保护，安全作业等方面都有所提高。
关键词：ARM ；CO2气体保护焊 ；逆变焊机
数字化焊机比传统焊机更具控制稳定性。控制电路元器件性能受温度变化影响较大，元件的温漂及性能曲线随温度变化的差异导致模拟控制生产的产品误差会比较大；而数字化控制是通过一系列算法优化控制实现对产品的控制，故而稳定性有很好的保障。
硬件设计
1.本文结合ARM的信号处理技术对脉冲信号进行控制，设计了相应的硬件电路，获得满足不同焊接需求对应的脉冲信号。
软件设计
2.LabVIEW虚拟仪器在信号处理方面应用比较广泛，可视化功能非常强大，而且它可以直接调用dll文件里的函数，本所以课题使用LabVIEW虚拟仪器进行相关的编程。通过调用dll文件函数，修改相关参数及参数值，方便程序应用于不同的地方。
根据焊机实验连线，采集焊接工作过程中焊接电流与焊接电弧电压在一定时间范围内的数据，同时测两组焊接电流相同，焊接电压不同的数据，通过比较其波形变化得出采集信号对焊接影响程度。电弧电压在这里代表的是导电嘴与焊件之间所产生的电压，是焊接过程中对焊缝质量影响非常大的参数之一，尤其对短路过渡法CO2气体保护焊来说，电弧电压直接对焊接熔滴过渡稳定性和飞溅程度起决定作用。
电弧电压的高低与焊丝之间也有密切的关系，不同的焊丝直径对应其最合理的电弧电压，才会获得最佳的焊接效果。如果对应某一直径焊丝进行焊接时，电弧电压小于合理电弧电压范围，焊接时极易出现焊丝直接与焊件接触造成固体短路的情况，会引起焊丝飞溅或者熔滴飞溅等对焊缝不利的后果。
实验仿真
3.设计两组焊接实验，实验都在焊接电流为150A的条件下进行，第一组的焊接电压设置为24V，第二组的焊接电压设置为15V，具体的电流电压波形如图3、图4所示。
由图3可以看出，有两条波形曲线，一条代表电弧电压，另一条代表焊接电流。曲线包含8个完整的电流电压波动周期，每个周期大约10ms。当有短路发生时，电压急剧下降而电流急剧增大，图中可以看出电压下降的过程与电流增大过程正好相反，电弧电压的最大值大部分都在30V上下浮动，最小值大都将至近乎0V，焊接电流最大值大部分在240A左右浮动，最小值在120A上下浮动。不论是电压波形还是电流波形，在每个周期上的波动情况都近乎一样，由此可以判定，在焊接过程中，短路过渡阶段平稳过渡，未出现飞溅等特殊情况，再这样稳定的焊接条件下，焊缝成型效果平滑、牢固、美观。
与图3相比，图4所示的第二组电流电压波形变化不均匀，虽然看出来具有周期性，但是每一个周期的时间都不固定，由图中可以看出，在采样的前20ms时间内，周期所占时间很小，大约是20ms，20ms之后周期大约在10ms。也就是说明在焊接过程中，短路熔滴不是很稳定，前期熔滴形成的较快，后期形成较慢。从焊接电流的峰值角度分析，其峰值电流也不稳定，范围在190A～260A，在16～20ms这个周期内，焊接电流峰值只达到190A左右，比第一组实验的峰值电压低很多；而在33～61ms两个周期内，焊接电流峰值达到近260V。
从电弧电压的曲线波动可以看出，用矩形框标出的两个周期内电弧电压在最低点时几乎没有过渡，直接就升上去了，这个过程中电流一直维持在较低水平，说明焊接发生飞溅或者其他不稳定是事件，说明对应150A焊接电流时，焊接电压设置为18V时，焊接效果较差。这也验证了对应某一焊接电流时有其合适的焊接电压范围结论的正确性。
结语
4.设计了基于ARM的CO2气体保护焊的新方法，对采集到的信号进行分组对比分析。结合四组实验图像及曲线，作了不同的参数对比并总结。
参考文献：
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论文作者:赵秀明
论文发表刊物:《科技新时代》2018年9期
论文发表时间:2018/11/14
标签：电压论文; 电流论文; 电弧论文; 波形论文; 周期论文; 气体论文; 焊丝论文; 《科技新时代》2018年9期论文;