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    低飞溅高速MAG焊接技术
    浏览次数: 日期:2014-05-30
     

    1、引言

    在实际的工业生产中,MAG焊接在工程机械、机车制造、船舶制造等行业有着最为广泛的应用,特别是5mm以上碳钢板、合金板的焊接。

    MAG焊电弧较长(如下图1所示),易发生偏移,出现焊缝咬边等缺陷。另外,较高的热输入量对母材(特别是合金)的烧损也比较严重。随着人力成本的不断提高以及金属加工行业竞争的日益加剧,MAG焊的这些缺点也日益凸显。更低的焊接成本、更高的焊接质量成为了工业生产新的追求目标。

      1.喷射过渡电弧的静态图片

    为了消除MAG电弧缺点的不利影响,焊接工作者做了大量的研究改进,但主要集中在焊接材料、保护气体、及送丝装置等方面。例如使用表面活化焊材、更高比例的惰性气体保护,这样就增加了焊接成本;又如在焊枪喷嘴处增添焊丝加热装置,进行热丝焊接,增加了设备的复杂程度和维护难度。

    奥太公司利用自己的研发技术优势,从焊接电源入手解决该问题。

    2、奥太“强力电弧”原理及特点

    MAG焊接的电弧之所以稳定性不好,是因为其弧长较长、电弧电压较高。我们可以将其电弧电压降低,弧长就被缩短,电弧稳定性和挺度都有所提高。但这样就会有短路发生(2),造成较大飞溅,同时影响电弧及熔池稳定性。

    2.短路过渡电压电流波形

    为了避免外部干扰造成的不利影响。我们大幅提高整个焊接系统的响应速度,在短路发生时快速地控制住焊接电流的过高增长,短路完成后迅速恢复电弧长度。这样就提高了新式电弧的稳定性和抗干扰能力。保证电弧稳定的同时,又通过控制电源输出能量来增加电弧的等离子压力,使得电弧有较高的挺度和较好的指向性。

    “强力电弧”焊接过程中,电流并未因短路的发生而出现波动(如下图4所示)。从高速摄像机所拍摄的电弧图像(下图3)可以看出,短电弧在等离子压力下形成熔池,熔滴尺寸均匀,而且形成速度很快。

    3. 强力电弧”的静态图片

    4.“强力电弧电流电压输出曲线

    与常规电弧相比,“强力电弧”焊接具有以下优点:能量集中,电弧方向性稳定。有利于窄间隙焊缝、长干伸长的焊接;电弧热影响区小,热输入量小,工件变形小;焊接飞溅少,焊缝表面光滑,减少焊后清理工序;减小焊缝坡口角度,减少焊道数量,降低成本缩短工时。

    3、奥太“强力电弧”亚博电竞下载NBC-500

     “强力电弧”焊接对亚博电竞下载有更高的要求,如果使用传统的焊接电源,不可能让焊接电流在短时间有较快变化。奥太在逆变电源中采用先进灵敏的新一代超高速双CPU控制系统,能够在短暂的时间内采集到电压电流的改变,实现输出电压电流的高速动态调节。这样就可以快速调节焊接过程中电流的上升和下降,保证电弧的稳定性和抗干扰能力。

    NBC-500Ⅳ型数字逆变亚博电竞下载,主回路采用高频率的IGBT逆变形式,配合奥太特有的软开关技术,可实现快速响应。电弧短路发生时间仅为十几微秒,传统的单片机或DSC已经难以满足要求,因此主控板采用处理速度高达600MHzDSP和实时性强的ARM组成双CPU控制系统,实时监测电弧状态并进行有效的精细控制。

    5.奥太NBC-500Ⅳ亚博电竞下载

    短路过渡时,主控制系统可在几个微秒内检测到电弧状态并进行精细波形控制,利用数字电抗替代传统的输出电抗器,控制短路电流上升率及燃弧能量,在降低焊接飞溅的同时提高了焊接速度。图6是普通MAG焊与奥太“强力电弧”焊接过程对比,可以看到“强力电弧”焊接过程中基本无飞溅。

     

    6.普通MAG焊接()与奥太“强力电弧”焊接()飞溅对比

    较常规亚博电竞下载而言,NBC-500Ⅳ焊接具有以下特点:软开关逆变技术,可靠性高,节能省电;双CPU高速控制系统,更加精细的熔滴过渡控制,有效降低MAG焊接中产生的飞溅;电弧方向性稳定,能量集中,有效加深焊接熔深;焊接速度快,工件变形小,节省焊材和工时,提升焊接效率;宽架构送丝机及双驱精密送丝装置,送丝稳定,送丝机可靠性高;配有奥太群控系统,方便集中管理;丰富的对外通讯接口,实现与机器人、专机的无缝集成。

    3.1T型角焊缝熔深对比试验

    分别使用“强力电弧”和普通MAG焊接角焊缝试件,使用相同的焊接参数(电流320A,电压34V,行走速度400mm/min)。试板为两块20*60*200材料16Mn碳钢组成以下T型接头。

       

    7.(由左至右)接头形式,普通MAG焊,奥太“强力电弧”

    由图7的试件切片可知,T型焊接接头使用“强力电弧”焊接有效熔深可达5mm,而一般的MAG有效熔深约2mm。可见相同条件下,对于T型焊接接头使用“强力电弧”可增加有效熔深达到提升焊接质量效果,且焊缝成型好无咬边现象,焊接飞溅小。

    3.2、单边坡口焊缝熔透对比试验

    分别使用“强力电弧”和普通MAG焊接坡口焊缝试板,使用相同的焊接参数(电流320A,电压34V,行走速度400mm/min)。试板为两块20*60*200材料16Mn碳钢,其中一块单边15*45º焊接坡口,组成以下对接接头。

           

    8.(由左至右)接头形式,普通MAG焊,奥太“强力电弧”

    由图8的试件切片可知,单边坡口对接焊接接头使用“强力电弧”焊接有效熔深可穿透5mm钝边,单面焊接双面成型效果。而一般的MAG焊有效熔深为1mm。可见相同条件下,对于坡口使用“强力电弧”焊接可达到全融透的焊接效果,焊接质量比普通MAG显著提高。

    4、结论

    奥太NBC-500Ⅳ“强力电弧”亚博电竞下载可以有效降低MAG焊接飞溅、增大熔深、提高焊接速度,非常适用于机械工程、钢结构、造船业、高压容器以及设备建造。

        
    
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