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La tecnología de soldadura por arco es una parte importante de la tecnología de soldadura moderna y su alcance de aplicación cubre casi todos los campos de producción de soldadura. Como método básico de procesamiento de metales, la soldadura por arco se usa 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 un enorme desarrollo desde su nacimiento.
1 La historia del desarrollo de la fuente de alimentación para soldadura por arco
El arco, como fenómeno físico de conducción de gas, fue descubierto a principios del siglo XIX. No fue hasta 1885 que los rusos. Bernardos inventó el arco de electrodo de carbono, puede considerarse como la base para la aplicación del arco como fuente de calor, y la aplicación real del arco 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, pero la soldadura por arco de argón surgió con el desarrollo de la energía atómica y aeroespacial. En la década de 1950 apareció la soldadura con protección de CO2 con diversos gases y se desarrolló la soldadura por arco de plasma. En las décadas de 1970 y 1980, las fuentes de energía para soldadura por arco se desarrollaron aún más rápidamente: aparecieron y se mejoraron uno tras otro varios tipos de rectificadores para soldadura por arco, y se desarrollaron con éxito varios tipos de fuentes de energía para soldadura por arco pulsado, que proporcionaron soluciones para mejorar aún más la calidad de la soldadura. y adaptación a la automatización de soldadura en todas las posiciones. Una excelente fuente de energía para soldadura por arco. Además, también se han desarrollado con éxito tiristores, transistores, transistores de efecto de campo e inversores de soldadura por arco IGBT con 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 aplicaciones de las fuentes de energía para soldadura por arco
2.1 Clasificación de las fuentes de energía para soldadura por arco
Los métodos de clasificación de las fuentes de energía para soldadura por arco en el hogar y En el extranjero son diferentes, 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 alimentación para soldadura por arco
El transformador para soldadura por arco convierte la corriente alterna a tensión de red en corriente alterna de bajo voltaje adecuada para la soldadura por arco. transformador principal y el requerido Consta de una pieza de ajuste y un dispositivo indicador.
Tiene las ventajas de una estructura simple, fabricación y mantenimiento convenientes, bajo costo y alta eficiencia. Sin embargo, su forma de onda actual es sinusoidal y su salida es una caída de voltaje de CA, por lo que la estabilidad del arco es deficiente. El factor de potencia es bajo, pero el fenómeno de deflexión magnética y soplado es raro y la pérdida sin carga es pequeña. Generalmente se utiliza para soldadura por arco manual, soldadura por arco eléctrico y soldadura por arco de tungsteno.
La fuente de alimentación para soldadura por arco de CA de onda cuadrada utiliza tecnología de control de semiconductores para obtener corriente CA de onda cuadrada. Tiene buena estabilidad del arco, muchos parámetros ajustables y un alto factor de potencia. Puede usarse no solo para soldadura TIG de CA, sino también para soldadura por arco sumergido, e incluso puede reemplazar la fuente de alimentación de soldadura por arco CC para soldadura por arco manual con electrodo alcalino.
Los generadores de soldadura por arco de CC generalmente constan de generadores de CC dedicados y dispositivos de regulación para obtener las características externas requeridas. Sus desventajas son grandes pérdidas sin carga, polarización magnética obvia, baja eficiencia, ruido fuerte, alto costo y difícil mantenimiento. Tiene las ventajas de una gran capacidad de sobrecarga y una pequeña pulsación de salida. Puede usarse como fuente de energía para varios métodos de soldadura por arco. También puede ser impulsado por un motor diesel y utilizado en la construcción de campo sin suministro de energía. El rectificador de soldadura por arco obtiene corriente continua rectificando por reducción la corriente alterna. Tiene características externas planas o decrecientes. 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 pérdida baja 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, hay campos magnéticos parciales. Puede utilizarse como fuente de energía para diversos métodos de soldadura por arco.
El inversor de soldadura por arco convierte la corriente alterna monofásica (o trifásica) en corriente alterna de frecuencia intermedia de cientos a decenas de miles de hercios después de la rectificación, y genera corriente alterna o corriente continua después de la reducción. Todo el proceso está controlado por circuitos electrónicos para 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, fácil control en tiempo real del proceso de soldadura y buen rendimiento de soldadura. Se puede utilizar en varios métodos de soldadura por arco y es una fuente de energía para soldadura por arco popular y más prometedora. Fuente de alimentación de soldadura por arco pulsado, la corriente de soldadura se alimenta mediante pulsos modulados de baja frecuencia, generalmente compuestos por una fuente de alimentación de soldadura por arco ordinaria y un circuito generador de impulsos, y existen otras formas estructurales. Tiene las ventajas de alta eficiencia, pequeña energía de línea de entrada y energía de línea controlable dentro de un amplio rango.
Esta fuente de energía para soldadura por arco tiene ventajas únicas para su uso en placas delgadas de alta aleación y soldadura en todas las posiciones que son sensibles al aporte de calor.
3 Estado actual y desarrollo de la tecnología de fuentes de energía para soldadura por arco
3.1 Estado actual de la tecnología de fuentes de energía para soldadura por arco
Fuentes de energía para soldadura por arco tradicionales, como las manuales Las fuentes de energía de soldadura por arco retenidas representan el 90% de la producción total de soldadura. Las máquinas de soldadura por arco son principalmente máquinas de soldadura de hierro móvil rectangulares con tecnología anterior y máquinas de soldadura de arco de CA de bobina móvil con más consumibles. En términos de fuentes de energía para soldadura por arco de CC en China, aunque la producción de generadores de soldadura por arco de CC giratorios accionados eléctricamente se ha reducido gradualmente, no se ha prohibido por completo. Las fuentes de alimentación para soldadura por arco rectificado también son difíciles de popularizar, porque el rendimiento de las fuentes de alimentación para soldadura por arco rectificadas de silicio antiguas es difícil de competir con las fuentes de alimentación para soldadura por arco rotativas de CC. El rendimiento inicial de las fuentes de alimentación rectificadas por tiristores ZX5-250 y ZX5. -400 promovido por el país era inestable, dejando a los usuarios perdidos. Esta situación no cambió hasta mediados de los años 1990.
La tecnología de soldadura por arco digital es una nueva tecnología. La fuente de alimentación de soldadura por arco digital significa que la tecnología de control analógico tradicional en el circuito de control principal de la máquina de soldadura se reemplaza por tecnología de control digital, y la señal de control en el circuito de control también pasa de señales analógicas a señales digitales codificadas 0/1. Los sistemas digitales tienen claras ventajas sobre los sistemas analógicos. El sistema digital tiene las características de buena flexibilidad del sistema, alta precisión de control, buena estabilidad y consistencia del producto, buena compatibilidad de interfaz y actualización conveniente de la función del sistema. En 1994, Larensteiner. Robert de Fronius señaló que las modernas fuentes de corriente de soldadura GMAW deben satisfacer muchas necesidades diferentes, como por ejemplo: adecuadas para soldadura de transición por cortocircuito, soldadura por impulsos, soldadura de transición por pulverización, soldadura con alta tasa de deposición y otros procesos de soldadura. Las características externas de las mismas son razonables. la fuente de energía de soldadura se puede determinar mediante la implementación original de la fuente de alimentación del inversor mientras se trabaja en estado de encendido y apagado; el diseño de una gran cantidad de parámetros de especificaciones de soldadura debe lograr un control colaborativo (control centralizado) para que la fuente de energía de soldadura sea fácil de operar; Para cumplir con los nuevos requisitos de control de calidad, la fuente de energía de soldadura debe registrar los parámetros de las especificaciones de soldadura e identificarlos en tiempo real. Con base en las ideas anteriores, con la aparición de un nuevo y potente procesador de información digital DSP, Fronius lanzó una fuente de alimentación para soldadura totalmente digital. Posteriormente, Panosonic y otras empresas también lanzaron sus propios productos de fuentes de alimentación para soldadura digital y entraron sucesivamente en el mercado chino. La invención 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 una conveniente actualización de funciones. Por ejemplo, los productos de la serie trans plus Synergic 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 especificaciones de soldadura en tiempo real. parámetro. Al proporcionar parámetros de especificaciones de soldadura y parámetros de forma de onda actual con una sola perilla, se pueden controlar con precisión la transferencia de gotas y los cambios de longitud del arco. Al mismo tiempo, esta fuente de energía para soldadura también se puede gestionar y controlar a través de la red.
3.2 Desarrollo de la tecnología de suministro de energía para soldadura por arco
El suministro de energía para soldadura por arco ha pasado por más de cien años desde su nacimiento y siempre se ha desarrollado con el avance de la ciencia y la tecnología. . Se espera que las fuentes de energía para soldadura por arco se desarrollen en los siguientes aspectos en el futuro:
Primero, fuentes de energía para soldadura por arco digitales. Desde la perspectiva de los circuitos de hardware, esta fuente de alimentación digital utiliza tecnología DSP para realizar la digitalización del controlador PID y el circuito de generación de señal 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 alimentación y módulos de potencia para soldadura también se pueden realizar digitalmente si es necesario. El control de energía de la fuente de energía de soldadura se completa mediante la cooperación de corriente, voltaje y tiempo, lo que se materializa en la digitalización de la forma de onda de salida.
2. Fuente de alimentación para soldadura por arco verde. Ya en el año 2000 se propuso el concepto de máquina de soldar ecológica. La soldadura ecológica se propuso en una situación en la que los recursos y la energía globales son cada vez más escasos y la conciencia de la gente sobre la protección del medio ambiente está aumentando gradualmente. Las máquinas de soldadura ecológicas que ahorran energía y son respetuosas con el medio ambiente seguramente serán la dirección de desarrollo de las fuentes de energía de soldadura por arco para máquinas de soldadura eléctricas en el futuro.
4 Conclusión
En los últimos años, con la competencia cada vez más feroz en el mercado, la gente ha prestado cada vez más atención a mejorar la productividad de la producción de soldadura, garantizar la calidad del producto y realizar la automatización. e inteligencia de la producción de soldadura.
La combinación 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 eficiencia de la tecnología de soldadura por arco en el proceso de soldadura, la digitalización del control de la fuente de energía de soldadura y la inteligencia. del control de calidad de la soldadura y la mejora de la producción de soldadura. La robotización del proceso se está desarrollando y los equipos de soldadura por arco se están desarrollando en la dirección de la inteligencia y la robotización. El contenido resumido en este artículo es solo una pequeña parte y espero que pueda promover la comunicación y la mejora.