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浅析弧焊电源的现状与发展

时间:2017-04-17 08:41  点击: 9 次
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    弧焊技巧是古代焊接技术的主要组成局部,其利用范畴简直涵盖了所有的焊接出产范畴。电弧焊作为一种基础的金属处置方式,被普遍的应用于公民经济的各部分,为电弧焊供给能量的弧焊电源从出生起已获得了很大的发展。  
    1/电弧焊的发展过程 
    作为一种气体导电的物理现象,电弧是在19世纪初被发明的,直到1885年俄国人别那尔道斯发现碳极电弧可以看作是电弧作为热源运用的开创,而电弧真正运用于产业是在1892年发现金属极电弧后。上世纪40年代研讨成功埋弧焊,而随着航天与原子能的发展出现了氩弧焊。上世纪50年代涌现了CO2与各种气体维护焊并研究出等离子弧焊,到70 - 80年代,弧焊电源的发展更是出现奔腾:多种型式的弧焊整流器接踵出现和完美,研制胜利多种型式的脉冲弧焊电源,为进一步进步焊接品质和适应全地位焊接自动化提供了性能精良的弧焊电源。此外,还先后研制成功高效节能,性能好,晶闸管式、晶体管式、场效应管式和IGBT弧焊逆变器。随着新型弧焊技术的发展,弧焊电源也有了长足的提高。  
    2/各种弧焊电源的特点及运用   
    弧焊变压器,它把网路电压的交流电变成合适于弧焊的低压交流电,由主变压器及所需的调节部门和唆使安装等组成。  
    它具备构造简略、易造易修、本钱低、效率高级优点,但其电流波形为正弦波,输出为交流降低外特性,电弧稳定性较差,功率因数低,但磁偏吹现象很少发生,空载损耗小,普通应用于手弧焊埋、弧焊和钨极氩弧焊等方法。  
    矩形波交流弧焊电源,它采取半导体掌握技术来获得矩形波交流电流,其电弧稳定性好,可调参数多,功率因数高。它除了用于交流钨极氩弧焊(TIG)外,还可用于埋弧焊,甚至可取代直流弧焊电源用于碱性焊条手弧焊。  
    直流弧焊发电机,个别由特种直流发电机和获得所需外特性的调节装置等组成.它的毛病是空载损耗较大、磁偏吹现象较显明、效力低、噪声大、造价高、维修难;优点是过载才能强、输出脉动小,可用于各种弧焊方法的电源,也可用柴油机驱动用于不电源的野外施工。弧焊整流器,它是把交流电经降压整流后取得直流电的,外特性可以是平的或降落的,它由主变压器、半导体整流元件以及失掉所需外特征的调节装置等组成。与直流弧焊发电机比拟,它存在制造便利、价钱低、空载损耗小、噪声小等长处,而且大多数能够远间隔调节,能主动弥补电网电压稳定对输出电压、电流的影响,但有磁偏吹景象.它可作为各种弧焊办法的电源。  
    弧焊逆变器,它把单相(或三相)交流电经整流后,由逆变器改变为几百至几万赫兹的中频交流电,经降压后输出交流或直流电。全部过程由电子电路控制,使电源具有合乎需要的外特性和动特性。它具有高效节电、质量轻、体积小、功率因数高、控制性能好、动态响应快易于实现焊接过程的实时控制、焊接性能好等独特的优点,可用于各种弧焊方法,是一种最有发展前程的遍及型弧焊电源。脉冲弧焊电源,焊接电流以低频调制脉冲方式馈送,正常是由一般的弧焊电源与脉冲发生电路组成,也有其余结构情势。它具有效率高,输入线能量较小,可在较宽规模内控制线能量等优点。这种弧焊电源用于对热输入量比较敏感的高合金资料薄板和全位置焊接,具有奇特的优点。  
    3/弧焊电源技术的现状与发展  
    3.1弧焊电源技术的现状  
    传统的弧焊电源,如占焊机总产量90%的手弧焊机生产中,是以技术落伍的矩形动铁式和大批耗材的动圈式交换弧焊机为主。在我国直流弧焊电源中,在国家再三告诫下,虽已逐步减少了电力拖动的旋转式直流弧焊发电机的生产,但未能完整禁绝。对整流式弧焊电源的推广,也是较为艰苦,因为老式的硅整流弧焊电源的性能难以与旋转式直流弧焊电源相匹敌,而国度重点推广的晶闸管整流电源ZX5 -250、ZX5 - 400初期机能并不稳固,应用户莫衷一是,这一局势直到90年代中期才得到转变。  
    数字化弧焊技术是一种新兴的技术,数字化弧焊电源是指焊机重要的控制电路由数字控制技术替换传统的模拟控制技术,且在控制电路中的控制信号也由模拟信号过渡到0 /1编码的数字信号。数字系统与模拟体系比拟有着显著的上风,数字系统拥有系统机动性好、控制精度高、稳定性与产品一致性好、接口兼容性好以及系统功能升级方便等特色。1994年,国外Fronius公司的Lahnsteiner.Robert指出,现代GMAW焊接电源应知足多方面的不同需要,如:合适于短途经渡焊接、脉冲焊接、射流过渡焊接和高熔敷率焊接等焊接工艺,公道的焊接电源外特性可以通过原边工作于开关状况的逆变电源实现;大量的焊接规范参数的设计必需实现Synergic控制(一元化控制)以使焊接电源便于操作;为满意新的质量控制请求,焊接电源必须实时记载焊接标准参数、辨认偏差量。基于上述思维,随同着新型的功效强盛的数字信息处理器DSP的出现,Fronius公司推出了全数字化焊接电源,随后Panosonic等公司也推出了各自的数字化焊接电源产品,并相继进入中国市场。数字化焊接电源实现了柔性化控制和多功能集成,具有控制精度高、系统稳定性好、产品一致性好、功能进级方便等优点。如Fronius公司的Transplus synergic 2700 /4000 /5000系列产品在一台焊机上实现了MIG/MAG、TIG和手工电弧焊等多种焊接方法,可存储近80个焊接程序,实时显示焊接规范参数,通过单旋钮给定焊接规范参数和电流波形参数,可以实现熔滴过渡和弧长变更的准确控制,同时,此类焊接电源还可以通过网络进行工艺治理和控制软件升级。  
    3.2弧焊电源技术发展  
    弧焊电源从诞生到目前已阅历了一百多年的历史,它老是随着科技的先进而发展。预计将来的弧焊电源将朝着这多少方面发展:  
    其一,数字化弧焊电源。从硬件电路角度看,数字化电源借助DSP技术实现了PID把持器跟PWM信号产生电路的数字化。跟着实现了模拟电路和数字电路有机联合的混模电路的呈现,预计未几的未来分破式的模仿电路将逐渐为高度集成的数字化混模电路所代替。而焊接电源和功率模块的设计制作也可依据须要以数字化的方法实现。焊接电源的能量节制由电流、电压、时光的协同方式来完成,详细表示为输出波形的数字化。  
    其二,绿色弧焊电源。早在2000年就有人提出绿色焊机的概念,绿色焊接是在寰球资源与能源日渐紧缺,国民的环保意识逐步加强的情形下提出的。节能环保的绿色焊机必是未来焊机弧焊电源的研制发展方向。  
    4/结语  
    近年来随着市场竞争的日趋剧烈,提高焊接生产的生产率、保障产品德量、实现焊接生产的自动化、智能化越来越得到焊接生产企业的器重。而人工智能技术、盘算机视觉技术、数字化信息处理技术、机器人技术等现代高新技术的溶入,也促使弧焊技术正向着焊接工艺高效化、焊接电源控制数字化、焊接质量控制智能化、焊接生产进程机器人化的方向发展,弧焊装备也向着智能化发展、机器人化发展。本文综述的内容只是其中很少一部分,盼望可能起到增进交流,独特提高的作用。

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