На главную страницу ICQ: 309870098
  





СПЕЦВЫПУСКИ  » MIOGE  »  2007, Nº1 »  СРАВНЕНИЕ СВОЙСТВ УНИВЕРСАЛЬНОГО...

СРАВНЕНИЕ СВОЙСТВ УНИВЕРСАЛЬНОГО ИНВЕРТОРНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ "МАГМА-315" И ТРАДИЦИОННОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ СВАРКИ
Ю. Н. Коновалов - инженер ООО НПП "ФЕБ" г. Санкт-Петербург
195220, г. Санкт-Петербург, ул. Гжатская, 27
тел. (812) 545-41-82, 545-41-96
тел./факс (812) 535-20-19
e-mail: info@feb.spb.ru
www. feb.spb.ru
    Одним из самых распространенных и перспективных методов электродуговой сварки является механизированная (полуавтоматическая) сварка плавящимся электродом в среде защитных газов. Главное его преимущество это высокий уровень производительности при минимальных затратах и невысоких требованиях к квалификации сварщиков. По этим показателям он уступает только автоматической и некоторым узкоспециальным методам сварки.
    Частота повторяемости микроцикла (каплепереноса) варьируется в зависимости от настройки оборудования и условий сварки в диапазоне от 20 до 200 Гц. Так, как подача проволоки поступательна, а перенос металла носит выраженный периодический характер то, очевидно, что чем выше частота каплепереноса, тем стабильнее сварочный процесс, тем лучше однородность сварочного шва и меньше разбрызгивание металла. В основном стабильность процесса и разбрызгивание электродного металла при сварке короткой дугой обусловлены динамическими свойствами источника питания, как на интервале короткого замыкания, так и в момент горения дуги. Поэтому качество сварочного шва в первую очередь зависит от сварочных свойств источника питания.
    Самым массовым типом источников на сегодняшний день являются источники второго типа – тиристорные трансформаторные выпрямители типа ВДУ 506. Они обеспечивают плавное регулирование сварочного напряжения, а также стабилизацию режима при изменении напряжения питающей сети. Это достигается применением фазового управления тиристорным мостом с зам­кнутой системой авторегулирования. Время перерегулирования таких систем теоретически не может быть меньше чем время двух пульсов выпрямленного сетевого напряжения, т.е. 6,6 мсек. А времена основных фаз сварочного процесса, как правило, соизмеримо или меньше. Поэтому в таких источниках для обеспечения динамических свойств, необходимых для сварочного процесса, применяют сварочный дроссель, который имеет сложную конструкцию и оптимизирован для узкого диапазона сварочных токов. Такие дроссели могут иметь две ступени индуктивности для расширения диапазона сварочного тока и специальные управляющие обмотки, обеспечивающие автоматическое ступенчатое изменение индуктивности при сварке для фазы короткого замыкания и горения дуги.
    Также как и у предыдущего типа источников в сварочном токе наблюдается пульсация с частотой 300 Гц. С увеличением глубины регулирования (уменьшение времени открытого состояния тиристоров) величина пульсации выпрямленного тока будет возрастать, что может привести, особенно при сварке в вертикальном положении, к ухудшению сварочных свойств и нарушению устойчивости процесса. Надо отметить, что пульсация с частотой 100 Гц, обусловленная перекосом фаз питающего напряжения, не наблюдается. Это говорит о том, что система управления способна эффективно отрабатывать возмущения питающего напряжения.
    Хорошо заметно, что система управления также участвует в формировании нарастания тока в моменты короткого замыкания. Однако, в силу инерционности она оказывает воздействие на ток не сразу, а только начиная со второго пульса. Такая инерционность системы управления накладывает ограничение на минимальное время управляемого каплепереноса, а значит и на максимальную частоту.
    Основная доля разбрызгивания металла происходит в фазы III (окончание КЗ и разрыв жидкой перемычки) и IV (начало горения дуги) сварочного микроцикла. Так как в эти моменты сварочный ток и напряжение имеют максимальные значения, то возникает мощный импульс энергии, который образует сильнейший газодинамический удар по ванне и как следствие – образование брызг. Для уменьшения этого эффекта источник питания должен как можно быстрее уменьшить ток. В рассмотренных типах выпрямителей такое действие не возможно, так как сварочный дроссель, имеющий индуктивность несколько сотен микрогенри, за время короткого замыкания запасает значительное количество энергии, и система управления обладает инерционностью в тысячу раз превышающую длительность процесса.
    Совсем по¬другому обстоит дело с инверторным источником «МАГМА-315». Он является полностью электронным прибором и построен на базе высокочастотного полупроводникового преобразователя электроэнергии с ШИМ модуляцией. Частота преобразования 25 КГц, потому его время перерегулирования – 50 мксек. В 100 раз быстрее тиристорного выпрямителя! Глубина регулирования тока достигает 120 (5600 А). Причем, уровень пульсаций на малых токах не увеличивается благодаря постоянной частоте и небольшому сглаживающему дросселю. Инерционный сварочный дроссель в источнике не применяется. Сварочные характеристики, как статические, так и динамические, формируются системой управления источника.
    Система управления построена на базе высокопроизводительного цифрового микроконтроллера. Он с математической точностью непрерывно рассчитывает мгновенное значение необходимого сварочного тока. Программа микроконтроллера не только поддерживает среднее сварочное напряжение, но и меняет поведение источника для каждой из фаз сварочного микроцикла. В моменты горения дуги рассчитывается ток, соответствующий дросселю большой индуктивности. А при коротком замыкании ток задается возрастающей линейной функцией. В конце короткого замыкания ток переключается с максимальной скоростью, что значительно снижет разбрызгивание в фазе IV. То есть сварочный микроцикл разбивается на интервалы, в которых микроконтроллер реализует соответствующие математические функции и зависимости. Такие возможности позволяют управлять каплепереносом на каждой фазе сварочного микроцикла и открывают поистине безграничные возможности для технологов.
    В отличие от предыдущих источников, видимые пульсации сварочного тока отсутствуют! Видна очень хорошая повторяемость формы тока в моменты короткого замыкания, которая обеспечивает постоянство этого интервала (фаза I и II), а высокая скорость нарастания и линейность тока минимизируют время перетекания капли. По окончанию интервала короткого замыкания скорость спада тока достигает 2 кА/мсек, что значительно уменьшает силу газодинамического удара в фазе IV. Скорость спада тока в этот момент обусловлена только распределенной индуктивностью сварочной цепи, так как преобразователь источника полностью выключается.
    На интервале горения дуги изменение тока – спадающее и носит индуктивный характер. Повторяемость формы тока на этом интервале обеспечивает одинаковое оплавление электрода, а значит и величину капли для каждого микроцикла. Уменьшение тока способствует скорейшему и спокойному замыканию капли и сварочной ванны. На регистрограмме можно заметить небольшое изменение среднего тока горения дуги для каждого микроцикла, тем самым система управления поддерживает среднее сварочное напряжение и обеспечивает баланс между плавлением и подачей электродной проволоки.
    Гибкость и точность сварочного алгоритма источника «МАГМА-315» обеспечивают регулярность сварочного процесса и высокую частоту каплепереноса не зависимо от сварочного режима и пространственного положения шва. Возможность подстройки сварочного алгоритма с помощью фиксированного набора параметров позволяет технологам менять технологические свойства источника, настраивая его для различных типов сварочных материалов.
    Применение в источниках для дуговой сварки современных достижений преобразовательной силовой электроники и высокопроизводительных цифровых контроллеров дает неоспоримое преимущество перед традиционными решениями и расширяет технологические возможности оборудования. Примером такого источника является универсальный инверторный источник питания сварочной дуги «МАГМА-315», который выпускается Научно­производственным предприятием «ФЕБ» (Санкт-Петербург) с начала 2005 года. Этот источник является первым шагом для освоения новейших научных достижений в области сварки. Расширенные технические характеристики источника и информацию о другом сварочном оборудовании, выпускаемом НПП «ФЕБ» можно получить на сайте компании www.feb.spb.ru



Тел./факс (812) 633-30-67
e-mail: info@s-ng.ru
ICQ: 309870098
Редакция "Сфера Нефтегаз"
192012, Санкт-Петербург,
Пр. Обуховской Обороны, 271, лит.А, офис 610
Свидетельство о регистрации
средства массовой информации
ПИ N ФС2-7409 от 18.02.2005 г.


Сводная статистика WWW.S-NG.RU

  За сегодня За 7 дней За 30 дней
хосты 901 5304 27994
 хиты 3226 26970 158863