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脈沖MIG焊接過(guò)程是一個(gè)非線性、時(shí)變的復(fù)雜過(guò)程，焊接控制參數(shù)較多，參數(shù)之間必須匹配關(guān)系才能保證良好的焊接質(zhì)量。通常通過(guò)控制基值電流來(lái)控制弧長(zhǎng)，使焊接過(guò)程弧長(zhǎng)穩(wěn)定，形成良好焊縫，通過(guò)控制電弧電壓來(lái)調(diào)節(jié)送絲速度，進(jìn)而影響焊絲干伸長(zhǎng)長(zhǎng)度，得以控制弧長(zhǎng)大小，熔寬的控制一般通過(guò)焊接電流和送絲速度調(diào)節(jié)，可見多個(gè)參數(shù)之間相互影響，多個(gè)變量之間同時(shí)作用。為了得到良好的焊接質(zhì)量，電弧的控制是首要前提。

1 MIG焊電弧開環(huán)控制 

開環(huán)控制方法是通過(guò)送絲速度確定脈沖參數(shù)，在焊接過(guò)程中，只需要確定基值電流、峰值電流和峰值時(shí)間參數(shù)，基值時(shí)間隨著送絲速度而自動(dòng)改變。 

開環(huán)控制方法與傳統(tǒng)的方法相比簡(jiǎn)化了焊接規(guī)范的調(diào)節(jié)，只需要調(diào)節(jié)三個(gè)控制參數(shù)，在一定范圍內(nèi)，送絲速度可以實(shí)現(xiàn)工藝的自動(dòng)控制。 

2 MIG焊Synergic控制法 

這是一種自適應(yīng)控制方法，自適應(yīng)是指脈沖參數(shù)自動(dòng)適應(yīng)送絲速度的變化而變化，與上一種開環(huán)控制方法不同的是，送絲速度與基值電流、峰值電流、基值時(shí)間、峰值時(shí)間相聯(lián)系，通過(guò)一定的實(shí)驗(yàn)方法來(lái)確定這其中的匹配關(guān)系。 

在Synergic控制系統(tǒng)中，采用具有恒流特性的焊接電源，通過(guò)兩個(gè)恒流的外特性電源之間的相互切換來(lái)實(shí)現(xiàn)脈沖焊接。在不同的送絲速度條件下，脈沖參數(shù)可根據(jù)預(yù)先確定的匹配關(guān)系自動(dòng)調(diào)節(jié)，簡(jiǎn)化了焊接工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)過(guò)程，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，這種方法可以在焊接電流大范圍內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，且能夠得到比較滿意的弧長(zhǎng)和熔滴過(guò)渡形式，焊接質(zhì)量和焊接效率較高。 

3 MIG焊門限控制法 

門限控制法通過(guò)設(shè)立電弧電壓門限值來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖MIG焊的控制，焊接電源采用的恒流外特性電源，電弧電壓隨著焊絲干伸長(zhǎng)和熔化速度的變化而變化，當(dāng)其達(dá)到了設(shè)置的門限值時(shí)，系統(tǒng)將切換電源外特性，使得電流發(fā)生突變，電弧電壓在門限值之內(nèi)，使弧長(zhǎng)得到穩(wěn)定控制。 

如圖1所示為門限控制過(guò)程示意圖，電弧工作于恒流曲線Ip（峰值電流）和Ib（基值電流）上。當(dāng)電流為基值電流時(shí)，送絲速度大于焊絲熔化的速度，使得弧長(zhǎng)變短，電弧工作點(diǎn)會(huì)沿著基值電流特性曲線向下移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定值A點(diǎn)時(shí)，控制系統(tǒng)突然切換電流到峰值電流階段，熔化速度加快，送絲速度小于熔化速度，弧長(zhǎng)就會(huì)邊長(zhǎng)，電弧工作點(diǎn)沿著峰值電流曲線向上移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定值B點(diǎn)時(shí)，再次切換電流到基值階段，實(shí)現(xiàn)循環(huán)的門限控制，保證弧長(zhǎng)在一定范圍內(nèi)。這種控制方法需要設(shè)定合理的門限值A、B，因此需要經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或者實(shí)驗(yàn)得到結(jié)果，以保在一定范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的弧長(zhǎng)焊接。

4 MIG焊電壓反饋閉環(huán)控制 

電弧電壓對(duì)焊接過(guò)程具有重要影響，電弧電壓的大小與干伸長(zhǎng)之間具有一定的關(guān)系，通過(guò)在MIG焊工藝工藝控制系統(tǒng)中選用電弧平均電壓作為反饋控制信號(hào)，同時(shí)對(duì)干伸長(zhǎng)量進(jìn)行傳感器檢測(cè)，通過(guò)控制電弧電壓的大小來(lái)調(diào)節(jié)送絲速度，進(jìn)而調(diào)節(jié)干伸長(zhǎng)量，控制焊接弧長(zhǎng)，保證焊接過(guò)程的穩(wěn)定。基于電弧電壓的閉環(huán)控制系統(tǒng)，還可以進(jìn)行脈沖參數(shù)調(diào)節(jié)：實(shí)時(shí)檢測(cè)壓降，然后與給定值進(jìn)行比較，得到一個(gè)差值，再通過(guò)一定的算法來(lái)調(diào)節(jié)控制脈沖的參數(shù)或者改變脈沖峰值的大小和時(shí)間，進(jìn)而調(diào)節(jié)了脈沖平均電流和焊絲的熔化速度，間接調(diào)節(jié)了焊接弧長(zhǎng)。目前這兩種電壓反饋的控制方法都有研究，取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果。 

5 MIG焊PID綜合控制 

由于PID控制的簡(jiǎn)單、有效等特點(diǎn)被廣泛用于控制系統(tǒng)中。鋁合金MIG焊工藝控制系統(tǒng)中，焊接參數(shù)的控制，比如焊接電流、焊接弧長(zhǎng)等的控制技術(shù)，都是以PID控制為基礎(chǔ)，不論開環(huán)控制系統(tǒng)或者是閉環(huán)控制系統(tǒng)中，PID技術(shù)的結(jié)合使得控制效果更佳穩(wěn)定。常用的PID控制方法有增量式PID控制法、模糊PID控制法、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制法等。 

通過(guò)前面開環(huán)控制、閉環(huán)控制、Synergic自適應(yīng)控制等方法的分析研究，各種方法都有其可用之處，并且在某方面控制良好，但其實(shí)現(xiàn)技術(shù)相對(duì)比較高，相比與傳統(tǒng)的PID控制方法來(lái)說(shuō)，顯得復(fù)雜且難以控制，且控制過(guò)程依賴于環(huán)境變化，抗干擾能力并不很強(qiáng)。PID控制技術(shù)簡(jiǎn)單適用，比例、積分、微分三方面作用效果明顯，對(duì)于鋁合金MIG焊這種復(fù)雜的控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，更是顯得尤為必要。PID控制器設(shè)計(jì)的難點(diǎn)是控制參數(shù)的整定，對(duì)工程人員技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)要求較高，或者需要通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)才能得到良好的結(jié)果。簡(jiǎn)單的PID控制技術(shù)對(duì)復(fù)雜的MIG焊來(lái)說(shuō)已經(jīng)不能滿足要求，由于干擾因素存在，時(shí)變性復(fù)雜，需要控制參數(shù)能夠自適應(yīng)調(diào)整，因此加入現(xiàn)代智能控制方法已是必然，模糊PID控制器因此而得到了廣泛運(yùn)用。