PLC复合热源摩擦螺柱焊接实验装置及控制系统研究(2)

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3.1工艺模拟试验方法概述 12

3.1.1工艺模拟试验目的 12

3.1.2工艺模拟试验装置 12

3.1.3工艺模拟试验方案 13

3.2工艺模拟试验及性能分析 14

3.2.1 实心螺柱与棒材的工艺模拟试验及性能分析 14

3.2.2 空心螺柱与棒材的工艺模拟试验及性能分析 15

4 复合热源摩擦螺柱焊系统设计 18

4.1复合热源摩擦螺柱焊系统总体设计 18

4.1.1复合热源摩擦螺柱焊系统总体设计思想 18

4.1.2复合热源摩擦螺柱焊系统总体设计 19

4.2液压系统设计 19

4.2.1液压系统工作原理 19

4.2.2液压系统基本技术参数 21

5 电气控制系统设计 23

5.1 可编程控制器与液压控制应用概述 23

5.1.1 可编程控制器概述 23

5.1.2 PLC用于液压系统的优点 23

5.2控制过程分析 24

5.3 PLC的硬件选择及步进程序设计 24

5.3.1 I/O分配及PLC选型 24

5.3.2 步进控制程序设计 26

5.4 PLC的软件设计 27

5.4.1 PLC编程及控制原理 27

5.4.2 软件仿真 31

结论 33

致谢 34

参考文献 35

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

中国作为陆军大国，装备有各种装甲车辆，它们肩负侦查、救护、火力支援、弹药运输、人员运输等多种任务，是陆军作战平台的重要力量。随着国防现代化建设的不断进行，对装甲车辆质量的要求也不断提高，目前我国装甲车辆内部各种零件主要依靠螺柱固定在车体框架上，而螺柱的固定都是采用焊接方式。以坦克为例每辆坦克内部的螺柱数量不少于600个，直径一般不超过30mm[1]。焊接时由于螺柱与母材结构不对称，采用传统的电弧螺柱焊和电容储能螺柱焊，易产生未熔合、成形不良等缺陷，同时由于车体厚大装甲钢材料碳当量大，拘束度高，焊接过程中易出现冷裂纹。如何保证螺柱焊接质量就成了提高装甲车辆质量的重要因素。论文网

目前国内装甲车辆的螺柱焊主要采用手工焊条电弧焊和半自动气体保护焊，其自动化程度较低，且对工人技术要求较高，焊接质量得不到有效的保证，这制约了我国装甲车辆的现代化发展。

螺柱焊采用传统熔化焊的方式易出现各种缺陷，而采用摩擦焊这一固相焊的方式，焊接过程不形成熔池，焊接最后阶段通过顶锻挤出摩擦界面的氧化物、夹杂物、脆性相，从而获得良好的接头性能，特别适合焊接大直径、高碳当量的螺柱。但摩擦焊设备笨重，在重型车辆制造中不利于实现自动化与智能化。

针对这一焊接难题，本文提出一种新型的焊接工艺：复合热源摩擦螺柱焊。通过摩擦热源与感应热源复合，由于感应热源的加入，增加了热输入，在同等条件下降低了摩擦压力和顶锻力，使得这一新工艺既具备摩擦焊焊接质量好的特点，又具备熔化焊焊枪体积小、灵活轻便的特点。本课题研究复合热源摩擦螺柱焊设备及控制系统，在分析了复合热源可行性的基础上，进行了工艺模拟试验，并以此为依据设计了一套适合复合热源摩擦螺柱焊专机的控制系统。