第1章 緒論 1.1 課題背景和意義 1.2 超音頻脈沖方波變極性TIG焊技術研究現狀 1.2.1 超音頻直流脈沖電弧焊技術 1.2.2 國外研究與發展現狀 1.2.3 國內研究與發展現狀 1.2.4 存在的主要問題 1.3 關鍵技術問題研究 1.3.1 焊接電源數字化解決方案 1.3.2 波形變換和控制策略 1.3.3 參數一元化調節協調匹配技術 1.3.4 橋式逆變電路抗偏磁的研究與發展現狀 1.4 本書主要研究內容 第2章 超音頻脈沖方波變極性TIG焊電源平臺 2.1 超音頻脈沖方波變極性TIG焊機主電路方案 2.1.1 主電路結構方案 2.1.2 超音頻直流脈沖TIG焊機的基值、正（反）向峰值電流產生主回路 2.1.3 超音頻直流脈沖TIG焊機的正（反）向峰值電流切換回路 2.1.4 復合超音頻脈沖方波電流的產生過程 2.2 電源控制系統方案設計 2.2.1 控制系統功能要求 2.2.2 雙CPU控制系統設計方案 2.3 電源控制系統硬件設計 2.3.1 主要控制芯片選擇 2.3.2 電流給定及測量模塊 2.3.3 電弧電壓測量模塊 2.4 人機交互系統設計 2.4.1 人機交互部分系統硬件設計 2.4.2 人機交互系統軟件實現 2.5 主開關管的驅動 2.5.1 基值、峰值電流產生回路主開關的驅動 2.5.2 峰值電流切換回路主開關的驅動 2.6 主開關管的保護 2.6.1 主開關管IGBT過流保護 2.6.2 主開關管IGBT過壓保護 2.6.3 過熱保護 2.7 控制系統軟件設計 2.7.1 數字PID控制算法 2.7.2 工藝參數存儲及自動給定 2.7.3 焊接過程控制 2.8 控制系統抗干擾措施 2.8.1 硬件抗干擾 2.8.2 軟件抗干擾 本章小結 第3章 超音頻脈沖方波變極性TIG焊波形控制 3.1 超音頻脈沖方波變極性TIG焊波形變換和控制策略 3.1.1 橋式極性變換電路波形變換和控制 3.1.2 正反向脈沖峰值電流切換電路波形變換和控制 3.2 數字化PWM輸出實現方案 3.3 數字化PWM輸出的軟件設計 3.3.1 用DSP實現基準變極性PWM和基準脈沖PWM輸出 3.3.2 用CPLD實現變極性PWM和復合調制PWM輸出 3.4 快速變換復合超音頻脈沖變極性方波電流的實現 3.4.1 超音頻脈沖方波變極性電流的實現 3.4.2 超音頻脈沖方波直流電流的實現 本章小結 第4章 半橋式逆變電路主變壓器的磁分析 4.1 半橋式逆變電路主變壓器鐵心的工作狀態 4.1.1 半橋式逆變電路主變壓器鐵心的理想工作狀態 4.1.2 半橋式逆變電路影響磁通平衡的主要因素 4.1.3 半橋式電路主變壓器的偏磁、磁不平衡狀態及其產生過程 4.1.4 半橋式電路主變壓器的單向偏磁飽和電流 4.2 主變壓器工作狀態對鐵心材料和PWM控制方式的要求 4.2.1 主變壓器工作狀態對鐵心材料的要求 4.2.2 主變壓器工作狀態對PWM控制方式的要求 4.3 半橋式逆變電路磁通平衡與不平衡的動態過程分析 4.3.1 正、負脈寬不一致導致的磁平衡與磁不平衡過程 4.3.2 開關管導通電阻差異導致的磁不平衡 4.3.3 其他因素導致的磁不平衡 4.4 半橋式逆變電路磁通平衡與不平衡試驗 4.4.1 脈寬差異導致的偏磁飽和試驗 4.4.2 脈寬差異導致的偏磁飽和試驗理論分析 4.5 基于雙端PWM數字邏輯生成法的偏磁抑制措施 4.5.1 橋式逆變電路偏磁狀態的檢測 4.5.2 數字邏輯生成法抑制偏磁的具體實施方式 本章小結 第5章 電流特征參數一元化調節協調匹配 5.1 試驗研究方案 5.1.1 復合超音頻脈沖方波變極性TIG焊電流特征參數 5.1.2 焊接試驗材料 5.2 復合超音頻脈沖變極性電弧行為 5.2.1 HPVP-TIG電弧電學特性 5.2.2 HPVP-TIG電弧工作形態及其穩定性 5.3 脈沖電流特征參數對電弧壓力的影響 5.3.1 脈沖電流頻率對電弧壓力的影響 5.3.2 脈沖電流占空比對電弧壓力的影響 5.3.3 脈沖電流幅值對電弧壓力的影響 5.3.4 脈沖電流參數對電弧壓力的影響規律分析 5.4 脈沖電流特征參數對焊縫成形的影響 5.4.1 試驗方法 5.4.2 脈沖電流頻率對焊縫成形的影響 5.4.3 脈沖電流幅值對焊縫成形的影響 5.4.4 脈沖電流占空比對焊縫成形的影響 5.4.5 脈沖電流參數對焊縫成形的影響 5.5 電流特征參數一元化調節協調匹配方案 本章小結 第6章 超音頻脈沖方波變極性TIG焊接適用性試驗 6.1 超音頻脈沖方波變極性TIG焊鋁合金焊接質量及性能分析 6.1.1 試驗方法 6.1.2 焊縫成形及缺陷檢測 6.1.3 焊縫顯微組織 6.1.4 焊縫力學性能 6.2 典型鋁合金試驗樣件焊接加工 6.2.1 低溫燃料貯箱鎖底結構模擬樣件焊接 6.2.2 異種鋁合金薄板模擬樣件焊接 本章小結 第7章 超音頻脈沖TIG焊不銹鋼焊接適用性試驗 7.1 超音頻直流脈沖TIG焊電流特點與電弧特性 7.1.1 超音頻直流脈沖電源不銹鋼TIG焊接電流波形 7.1.2 超音頻直流脈沖電源不銹鋼TIG焊接電弧特性 7.2 超音頻TIG焊對焊縫組織的影響 7.3 超音頻TIG焊對焊接接頭性能的影響 7.3.1 材質為301L奧氏體不銹鋼的焊接接頭性能試驗 7.3.2 材質為OCtl8Ni9Ti奧氏體不銹鋼的焊接接頭性能試驗 本章小結 結論與展望 參考文獻