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Análisis del estado de desarrollo y las tendencias de la tecnología de fuentes de energía de soldadura por arco
La tecnología de soldadura por arco es una parte importante de la tecnología de soldadura moderna y su rango de aplicación cubre casi todos los campos de producción de soldadura. Como método básico de procesamiento de metales, la soldadura por arco se utiliza ampliamente en varios sectores de la economía nacional. La fuente de energía de la soldadura por arco que proporciona energía para la soldadura por arco ha logrado grandes avances desde su nacimiento.
1 Historia del desarrollo de la fuente de alimentación para soldadura por arco
Como fenómeno físico de conducción de gas, el arco se descubrió a principios del siglo XIX. No fue hasta 1885 que los Benardos rusos inventaron el. El arco de electrodo de carbono puede considerarse como el origen de la aplicación del arco eléctrico como fuente de calor, y la aplicación real del arco eléctrico en la industria fue después del descubrimiento del arco de electrodo metálico en 1892. La soldadura por arco sumergido se investigó con éxito en la década de 1940 y, con el desarrollo de la energía atómica y aeroespacial, apareció la soldadura por arco de argón. En la década de 1950, apareció la soldadura con CO2 y diversos gases protegidos y se desarrolló la soldadura por arco de plasma. En las décadas de 1970 y 1980, el desarrollo de las fuentes de energía para la soldadura por arco dio un salto: aparecieron varios tipos de rectificadores para soldadura por arco, que se mejoraron uno tras otro, y. Se desarrollaron con éxito varios tipos de fuentes de energía para soldadura por arco pulsado que brindan fuentes de energía para soldadura por arco con un rendimiento excelente para mejorar aún más la calidad de la soldadura y adaptarse a la automatización de la soldadura en todas las posiciones. Además, también hemos desarrollado con éxito inversores de soldadura por arco IGBT, tipo tiristor, tipo transistor, tipo tubo de efecto de campo y de alta eficiencia, ahorro de energía y buen rendimiento. Con el desarrollo de nuevas tecnologías de soldadura por arco, las fuentes de energía para soldadura por arco también han logrado grandes avances.
2 Clasificación, características y aplicación de las fuentes de alimentación para soldadura por arco
2.1 Clasificación de las fuentes de alimentación para soldadura por arco
La clasificación de las fuentes de alimentación para soldadura por arco es diferente tanto a nivel nacional como y el método de clasificación en el extranjero, por lo que los resultados también son diferentes. Este artículo adopta el método de clasificación de Chen Zhunian.
2.2 Características y aplicaciones de diversas fuentes de energía para soldadura por arco
Transformador de soldadura por arco, que convierte la corriente alterna del voltaje de la red en corriente alterna de bajo voltaje adecuada para la soldadura por arco. el transformador principal y todo Consta de las piezas de ajuste necesarias y dispositivos indicadores.
Tiene las ventajas de una estructura simple, fácil fabricación y reparación, bajo costo y alta eficiencia. Sin embargo, su forma de onda actual es una onda sinusoidal, su salida tiene características de caída de CA y su estabilidad del arco es pobre. y su factor de potencia es bajo, pero el fenómeno de soplado magnético rara vez ocurre y la pérdida sin carga es pequeña. Generalmente se usa en soldadura por arco sumergido manual, soldadura por arco y soldadura por arco de tungsteno-argón.
La fuente de alimentación para soldadura por arco de CA de onda rectangular, que utiliza tecnología de control de semiconductores para obtener corriente CA de onda rectangular, tiene buena estabilidad del arco, muchos parámetros ajustables y un alto factor de potencia. Además de usarse para soldadura por arco de tungsteno (TIG) de CA, también se puede usar para soldadura por arco sumergido e incluso puede reemplazar las fuentes de energía de soldadura por arco de CC para soldadura por arco manual con electrodo alcalino.
El generador de soldadura por arco de CC generalmente se compone de un generador de CC especial y un dispositivo de ajuste para obtener las características externas requeridas. Sus desventajas son una gran pérdida sin carga, un fenómeno de retroceso magnético obvio y una baja eficiencia. ruido, alto costo y mantenimiento difícil; las ventajas son una gran capacidad de sobrecarga y una pequeña pulsación de salida. Puede usarse como fuente de energía para varios métodos de soldadura por arco y también puede ser impulsado por un motor diesel para la construcción en el campo sin fuente de alimentación. Rectificador de soldadura por arco, que obtiene energía CC después de la rectificación reductora de corriente alterna. Las características externas pueden ser planas o caídas. Consta de un transformador principal, un elemento rectificador semiconductor y un dispositivo regulador para obtener las características externas requeridas. En comparación con los generadores de soldadura por arco de CC, tienen las ventajas de una fabricación sencilla, un precio bajo, una pequeña pérdida sin carga y un bajo nivel de ruido. La mayoría de ellos se pueden ajustar de forma remota y pueden compensar automáticamente el impacto de las fluctuaciones del voltaje de la red en el voltaje de salida. Sin embargo, existe un fenómeno de soplado magnético. Puede usarse como fuente de energía para varios métodos de soldadura por arco.
Inversor de soldadura por arco, que rectifica la corriente alterna monofásica (o trifásica) y la convierte en una corriente alterna de frecuencia intermedia de varios cientos a decenas de miles de hercios mediante el inversor, y luego emite CA o CC. Todo el proceso está controlado por circuitos electrónicos, de modo que la fuente de alimentación tenga las características externas y dinámicas requeridas. Tiene ventajas únicas como alta eficiencia y ahorro de energía, peso ligero, tamaño pequeño, alto factor de potencia, buen rendimiento de control, respuesta dinámica rápida, control en tiempo real fácil de realizar y buen rendimiento de soldadura. Se utiliza en varios métodos de soldadura por arco y es la fuente de energía de soldadura por arco popular más prometedora. Fuente de alimentación para soldadura por arco pulsado, la corriente de soldadura se alimenta en forma de pulsos modulados de baja frecuencia. Generalmente se compone de una fuente de alimentación para soldadura por arco ordinaria y un circuito generador de impulsos. También existen otras formas estructurales. Tiene las ventajas de alta eficiencia, pequeña energía de línea de entrada y puede controlar la energía de línea dentro de un amplio rango.
Esta fuente de energía para soldadura por arco se utiliza para placas delgadas de materiales de alta aleación y soldadura en todas las posiciones que son sensibles al aporte de calor y tiene ventajas únicas.
3 Estado actual y desarrollo de la tecnología de suministro de energía para soldadura por arco
3.1 Estado actual de la tecnología de suministro de energía para soldadura por arco
El suministro de energía para soldadura por arco tradicional representa el 90% del total de la producción de máquinas de soldar, el % de las máquinas de soldadura por arco manual producidas son principalmente máquinas de soldadura por arco de CA con bobina móvil de tipo hierro móvil rectangular con tecnología atrasada y grandes cantidades de consumibles. En las fuentes de energía para soldadura por arco de CC de nuestro país, aunque la producción de generadores de soldadura por arco de CC rotativos accionados eléctricamente se ha reducido gradualmente bajo repetidas órdenes nacionales, no se ha prohibido por completo. La promoción de las fuentes de energía de soldadura por arco rectificado también es difícil, porque el rendimiento de las antiguas fuentes de energía de soldadura por arco rectificado de silicio es difícil de igualar el de las fuentes de energía de soldadura por arco rotativas de CC y las fuentes de energía rectificadas por tiristores ZX5-250 y ZX5- 400, promovidos por el estado, se encuentran en la etapa inicial. El rendimiento no fue estable, lo que dejó a los usuarios perdidos. Esta situación no cambió hasta mediados de la década de 1990.
La tecnología de soldadura por arco digital es una tecnología emergente. La fuente de energía de soldadura por arco digital significa que el circuito de control principal de la máquina de soldadura se reemplaza por tecnología de control digital de la tecnología de control analógico tradicional y las señales de control en el El circuito de control también se reemplaza por tecnología de control digital. Transición de señal analógica a señal digital codificada 0/1. Los sistemas digitales tienen ventajas obvias sobre los sistemas analógicos. Los sistemas digitales tienen las características de buena flexibilidad del sistema, alta precisión de control, buena estabilidad y consistencia del producto, buena compatibilidad de interfaz y actualizaciones convenientes de las funciones del sistema. Lahnsteiner.Robert, de la empresa extranjera Fronius, señaló en 1994 que las modernas fuentes de corriente de soldadura GMAW debían satisfacer muchas necesidades diferentes, como por ejemplo: adecuadas para procesos de soldadura como, por ejemplo, soldadura de transición por cortocircuito, soldadura por impulsos, soldadura de transición por chorro y una alta tasa de deposición. soldadura, y son razonables las características externas de la fuente de alimentación de soldadura se pueden realizar mediante la fuente de alimentación del inversor con el lado primario funcionando en el estado de conmutación; el diseño de una gran cantidad de parámetros de especificación de soldadura debe implementar control sinérgico (control unificado). para que la fuente de alimentación de soldadura sea fácil de operar para cumplir con los nuevos requisitos de control de calidad, los parámetros de las especificaciones de soldadura de la fuente de alimentación de soldadura deben registrarse en tiempo real y se deben identificar las desviaciones. Con base en las ideas anteriores, con la aparición del nuevo y potente procesador de información digital DSP, Fronius lanzó una fuente de alimentación para soldadura totalmente digital. Más tarde, Panosonic y otras empresas también lanzaron sus propios productos de fuentes de alimentación para soldadura digital y entraron uno tras otro en el mercado chino. La fuente de poder de soldadura digital logra un control flexible y una integración multifuncional, y tiene las ventajas de una alta precisión de control, buena estabilidad del sistema, buena consistencia del producto y actualizaciones de funciones convenientes. Por ejemplo, los productos Transplus synergic de la serie 2700/4000/5000 de Fronius implementan múltiples métodos de soldadura como MIG/MAG, TIG y soldadura por arco manual en una sola máquina de soldadura. Puede almacenar casi 80 programas de soldadura y mostrar los parámetros de especificaciones de soldadura en tiempo real. Al configurar los parámetros de especificación de soldadura y los parámetros de forma de onda actual con una sola perilla, se puede lograr un control preciso de la transferencia de gotas y los cambios de longitud del arco. Al mismo tiempo, este tipo de fuente de energía de soldadura también se puede actualizar a través de la red para la gestión y el control del proceso. software.
3.2 Desarrollo de la tecnología de suministro de energía para soldadura por arco
El suministro de energía para soldadura por arco ha experimentado una historia de más de 100 años desde su nacimiento y siempre se desarrolla con el avance de la ciencia y la tecnología. . Se espera que las futuras fuentes de alimentación para soldadura por arco se desarrollen en los siguientes aspectos:
Primero, fuentes de alimentación para soldadura por arco digitales. Desde la perspectiva de los circuitos de hardware, la fuente de alimentación digital utiliza tecnología DSP para realizar la digitalización del controlador PID y el circuito de generación de señales PWM. Con la aparición de circuitos de modo mixto que combinan orgánicamente circuitos analógicos y digitales, se espera que los circuitos analógicos discretos sean reemplazados gradualmente por circuitos digitales de modo mixto altamente integrados en un futuro próximo. El diseño y la fabricación de fuentes de energía para soldadura y módulos de potencia también se pueden completar digitalmente según sea necesario. El control energético de la fuente de poder de soldadura se completa mediante el método colaborativo de corriente, voltaje y tiempo, que se refleja específicamente en la digitalización de la forma de onda de salida.
En segundo lugar, fuente de alimentación para soldadura por arco verde. Ya en el año 2000 alguien propuso el concepto de soldadura ecológica. La soldadura ecológica surgió cuando los recursos y la energía en el mundo eran cada vez más escasos y la conciencia de la gente sobre la protección del medio ambiente aumentaba gradualmente. Las máquinas de soldadura ecológicas que ahorran energía y son respetuosas con el medio ambiente deben ser la dirección de desarrollo de las fuentes de energía de soldadura por arco para las futuras máquinas de soldadura.
4 Conclusión
En los últimos años, a medida que la competencia en el mercado se ha vuelto cada vez más feroz, mejorar la productividad de la producción de soldadura, garantizar la calidad del producto y lograr la automatización y la inteligencia de la producción de soldadura se han vuelto cada vez más Importante la atención de la empresa.
La integración de tecnologías modernas de alta tecnología, como la tecnología de inteligencia artificial, la tecnología de visión por computadora, la tecnología de procesamiento de información digital y la tecnología robótica, también ha promovido la tecnología de soldadura por arco para avanzar hacia procesos de soldadura más eficientes, control de suministro de energía de soldadura digital y control de calidad de soldadura inteligente. y procesos de producción de soldadura Con el desarrollo de la robotización, los equipos de soldadura por arco también se están desarrollando hacia la inteligencia y la robotización. El contenido revisado en este artículo es solo una pequeña parte del mismo, espero que pueda promover la comunicación y la mejora conjunta.