焊缝处理功率超声波电源.pdfVIP

维普资讯 第 18卷第 5期 华 东 船 舶 工 业 学 院 学 报 (自然科学版) VO1．18 NO．5 2004年 lO月 JournalofEastChinaShipbuilding Institute(NaturalScienceEdition) 0ct．2OO4 文章编号 ：1006—1088(2004)05—0082—04 用于焊后处理的超声波功率电源的研究与实现 马 刚，邓志 良，谢成祥，姜文刚 (江苏科技大学 电子信息学院，江苏 镇江 212003) 摘 要 ：研制 了一种新型用于焊后处理的超声波冲击装置 。该装置 的功率 电源采用 自适应带通滤波器 对换能器的电压和电流的基波信号进行提取 ，用单片机和DDS芯片完成了高精度 的 自动频率跟踪和功 率控制 ，实现 了脉冲频率和脉冲宽度的联合调制 ，可以满足实际超声波冲击的要求 关键词 ：超声波功率 电源 ；换能器 ；频率跟踪控制；输 出功率恒定控制 中图分类号 ：TG404 文献标识码 ：A Research on UltrasonicPowerSupplyUsed forPostweiding Treatment MAGang，DENGZhi-liang，XIECheng—xiang，JIANG Wen—gang (Schoo1。fE1ectronicsandInformation，JiangsuUniversityofScienceandTechno1ogY，ZhenjiangJiangsu212003，China) Abstract：Developsanew kindofultrasonicpercussion deviceusedforpostwelding treatment．The powersupplyofthedeviceadoptstheself—adaptiveband—passfiltertodraw thesignalofbasewaveof voltageandcurrentin transducerandfinishesthehigh accuracyfunction ofautomaticfrequencytrac— ingcontrolandoutputpowercontrolwith one-chipcomputerandDDS chip．Thecontrolcircuithas realized thepulsefrequencyandpulsewidthunionmodulation．Thisdevicecanmeettheactualrequest toultrasonicpercussion． 0 引 言 有关资料研究表 明：应力集 中是降低焊接接头和结构疲劳强度并引起疲劳失效的首要原因口]。所以， 改善焊接接头疲劳强度 、防止焊接结构的疲劳破坏仍是 目前焊接工程领域应努力解决的实际问题 ，同时也 是当今焊接学科领域一项重要的研究课题。近年来，乌克兰、加拿大等国在采用超声波冲击法来提高焊接 接头疲劳强度方面做 了细致的研究。这种装置的执行机构轻巧，操作方便灵活，工人劳动强度较低 ，应用 时受限小，成本低且节能，因而这是一种很具有实用价值的焊后改善接头疲劳强度 的方法 。本文对超声波 冲击装置中的重要部件之一即功率 电源的技术进行了较为深入的研究，对电源结构、信号采集等设计方案 进行 了详细的论述 ，提 出了以MICROCHIP单片机为核心的控制 电路以及超声波冲击装置频率跟踪、输 出 功率的闭环控制方案 。 l 超声波冲击装置工作原理与结构 1．1 超声波冲击装置的组成 本装置主要由3部分组成 ，即超声波功率电源 、声学系统和机械构架 。对功率 电源的要求是能实现对 收稿 日期 ：200l一01—07 作者简介 ：马 刚(1979一)，男，陕西西安人 ，江苏科技大学硕士研究生 。 维普资讯 第 5期 马 刚等 ：用于焊后处理的超声波功率 电源的研究