新型數(shù)字化
焊接設備,主要在3個方面實現(xiàn)了數(shù)字化:主
電路的數(shù)字化、控制電路的數(shù)字化和數(shù)字化接口。
v{(^1cX ~tBYIkvWT 1.主電路數(shù)字化
U>cV| { vKLAxc 逆變焊機的出現(xiàn)和推廣,標志著焊接
電源主電路從模擬到數(shù)字化的跨越。對于焊接來講,這是一項革命性的技術(shù)跨越。數(shù)字化的主電路中,功率開關(guān)
器件工作在開關(guān)狀態(tài),其功率損耗大大降低,效率達90%以上。主電路形式包括全橋、半橋、單端、斬波等多種形式,以及這幾種形式的組合。一般采用PWM(脈寬調(diào)制)控制策略,來達到控制輸出功率的目的。功率開關(guān)器件多為IGBT,逆變頻率20KHz或更高,回路輸出電流的紋波更小,響應速度顯著提高,焊機可以獲得更好的動態(tài)響應特性。因此在焊接
工藝過程中可以更快地調(diào)節(jié)電弧電流或電壓,滿足焊接工藝的要求。功率器件的工作方式有硬開關(guān)工作方式和軟開關(guān)工作方式。相比之下,軟開關(guān)工作方式開關(guān)器件上的開關(guān)應力幾乎消除,可靠性顯著提高。國內(nèi)以山大奧太為代表的焊機生產(chǎn)廠商均采用此方式。
H7d/X 23c 8 2.控制電路的數(shù)字化
gLE:g5v6 Jll-`b 1 以
單片機、DSP(或FPGA)為核心,根據(jù)焊接工藝要求構(gòu)建數(shù)字化控制系統(tǒng),完成焊接數(shù)據(jù)采集和處理,檢測焊接過程,精確控制電弧。焊機具有多種輸出特性,可一機多用,具有友好的操作界面,方便操作者使用,內(nèi)置專家系統(tǒng),實現(xiàn)不同材質(zhì)、不同焊絲直徑的焊接。
uW30ep' ,{BaePMp 焊接電弧是非線性負載,即電弧兩端電壓與電弧電流之間不成正比關(guān)系。當電弧電流從小到大變化時,焊接電弧的靜特性呈U形
曲線。
t/cY=Wp 1`(tf6op U形靜特性曲線可分為三段(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。在Ⅰ段,電弧電壓隨電流的增加而下降,是下降特性段;在Ⅱ段,電弧電壓不隨電流的增加而變化,是平特性段;在Ⅲ段,電弧電壓隨電流的增加而上升,是上升特性段。
lwrCpD. !9[>L@#G 在多數(shù)焊接過程中,焊接電流和電壓都是工作在高速變動狀態(tài),使電弧達不到穩(wěn)定狀態(tài)。
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{zn!vJX 這些現(xiàn)象對弧焊工藝穩(wěn)定性、焊縫的成型及焊接質(zhì)量有重要影響作用。為了控制這些電弧現(xiàn)象,只有快速調(diào)節(jié)電流和電壓。
[3(74 d Vj_8> 模擬控制電路,由運算放大器、
電阻、電容等模擬元件組成,模擬元件的
參數(shù)一般都存在一定
精度和溫度穩(wěn)定性。
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