新型数字化焊接设备,主要在3个方面实现了数字化:主电路的数字化、控制电路的数字化和数字化接口。 aw~EK0yU
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1.主电路数字化 9{#|sABGD
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逆变焊机的出现和推广,标志着焊接电源主电路从模拟到数字化的跨越。对于焊接来讲,这是一项革命性的技术跨越。数字化的主电路中,功率开关器件工作在开关状态,其功率损耗大大降低,效率达90%以上。主电路形式包括全桥、半桥、单端、斩波等多种形式,以及这几种形式的组合。一般采用PWM(脉宽调制)控制策略,来达到控制输出功率的目的。功率开关器件多为IGBT,逆变频率20KHz或更高,回路输出电流的纹波更小,响应速度显著提高,焊机可以获得更好的动态响应特性。因此在焊接工艺过程中可以更快地调节电弧电流或电压,满足焊接工艺的要求。功率器件的工作方式有硬开关工作方式和软开关工作方式。相比之下,软开关工作方式开关器件上的开关应力几乎消除,可靠性显著提高。国内以山大奥太为代表的焊机生产厂商均采用此方式。 YGmdiY:;1
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2.控制电路的数字化 6(^9D_"@
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以单片机、DSP(或FPGA)为核心,根据焊接工艺要求构建数字化控制系统,完成焊接数据采集和处理,检测焊接过程,精确控制电弧。焊机具有多种输出特性,可一机多用,具有友好的操作界面,方便操作者使用,内置专家系统,实现不同材质、不同焊丝直径的焊接。 h4i$z-!
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焊接电弧是非线性负载,即电弧两端电压与电弧电流之间不成正比关系。当电弧电流从小到大变化时,焊接电弧的静特性呈U形曲线。 <|G~S<y}
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U形静特性曲线可分为三段(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。在Ⅰ段,电弧电压随电流的增加而下降,是下降特性段;在Ⅱ段,电弧电压不随电流的增加而变化,是平特性段;在Ⅲ段,电弧电压随电流的增加而上升,是上升特性段。 C7_T]e <
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在多数焊接过程中,焊接电流和电压都是工作在高速变动状态,使电弧达不到稳定状态。 Bb"4^EOZ,
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这些现象对弧焊工艺稳定性、焊缝的成型及焊接质量有重要影响作用。为了控制这些电弧现象,只有快速调节电流和电压。 ?C2;:ol
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模拟控制电路,由运算放大器、电阻、电容等模拟元件组成,模拟元件的参数一般都存在一定精度和温度稳定性。 B\&