弧焊電源的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢學(xué)術(shù)參考

1、弧焊電源及數(shù)字化控制作業(yè) 學(xué) 院： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)班級： 焊接1301班 姓 名： 徐昀華 學(xué) 號： 130200308 任課教師： 常云龍 完成日期： 2015.11.28 弧焊電源的現(xiàn)狀與發(fā)展摘要： 闡述了目前國內(nèi)外弧焊電源發(fā)展歷程、現(xiàn)狀及發(fā)展的趨勢，并對近年來出現(xiàn)的新技術(shù)在弧焊電源生產(chǎn)中的應(yīng)用前景進行了論述。關(guān)鍵詞：弧焊電源；現(xiàn)狀；發(fā)展弧焊技術(shù)是現(xiàn)代焊接技術(shù)的重要組成部分，其應(yīng)用范圍幾乎涵蓋了所有的焊接生產(chǎn)領(lǐng)域。電弧焊作為一種基本的金屬處理方法，被廣泛地運用于國民經(jīng)濟的各部門，為電弧焊提供能量的弧焊電源從誕生起已取得了很大的進展。各種焊接方法的問世使弧焊電源從誕生起已取得了很大

2、的進展?；『鸽娫葱阅艿膬?yōu)劣,很大程度上決定了焊接過程的穩(wěn)定性。沒有先進的弧焊電源,要實現(xiàn)先進的焊接工藝和焊接過程自動化是難以辦到的。1弧焊電源的分類(1)按輸出電流種類，弧焊電源分為：交流弧焊電源、直流弧焊電源、脈沖弧焊電源、逆變式弧焊電源。a)交流弧焊電源交流弧焊電源包括弧焊變壓器和矩形波交流弧焊電源。交流弧焊電源具有結(jié)構(gòu)簡單、易造易修、成本低、效率高等優(yōu)點,一般應(yīng)用于焊條電弧焊、埋弧焊和鎢極氬弧焊等方法。矩形波交流弧焊電源是利用半導(dǎo)體控制技術(shù)來獲得矩形波交流電流的。由于輸出電流過零點時間短,電弧穩(wěn)定性好,正負半波通電時間和電流比值可以自由調(diào)節(jié),因此特別適合于鋁及鋁合金鎢極氬弧焊。b)直流弧

3、焊電源直流弧焊電源包括直流弧焊發(fā)電機和弧焊整流器。直流弧焊發(fā)電機現(xiàn)已基本不生產(chǎn)?；『刚髌魇怯芍髯儔浩鳌雽?dǎo)體整流元件以及獲得所需外特性的調(diào)節(jié)裝置等組成。與直流弧焊發(fā)電機比較,它具有制造方便、價格低、空載損耗小、噪聲小等優(yōu)點,而且大多數(shù)可以遠距離調(diào)節(jié),能自動補償電網(wǎng)電壓波動對輸出電壓、電流的影響,可作為各種弧焊方法的電源。c)脈沖弧焊電源焊接電流以低頻調(diào)制脈沖方式饋送,一般是由普通的弧焊電源與脈沖發(fā)生電路組成。它具有效率高、熱輸入較小、可在較寬范圍內(nèi)控制熱輸入等優(yōu)點。這種弧焊電源主要用于氣體保護電弧焊和等離子弧焊,對熱輸入比較敏感的高合金材料薄板和全位置焊接,具有獨特的優(yōu)點。d)弧焊逆變器它把

4、單相三相交流電經(jīng)整流后,由逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)閹装僦翈兹f赫的中頻交流電,經(jīng)降壓后輸出交流或直流電。整個過程由電子電路控制,使電源具有符合需要的外特性和動特性。具有高效節(jié)電、質(zhì)量輕、體積小、功率因數(shù)高、控制性能好、動態(tài)響應(yīng)快,易于實現(xiàn)焊接過程的實時控制和焊接性能好等獨特的優(yōu)點,可用于各種弧焊方法,是一種最有發(fā)展前途的普及型弧焊電源。（2）按控制技術(shù)的不同，弧焊電源可分為：機械式控制、電磁式控制、電子式控制和數(shù)字式控制。數(shù)字式控制包括：單片機控制、plc/pld控制、arm控制、dsp控制3弧焊電源技術(shù)的發(fā)展弧焊電源從誕生到目前已有755多年的歷史，它總是隨著科技的進步而發(fā)展。預(yù)計未來的弧焊電源將朝著以下

5、幾方面發(fā)展：a)數(shù)字化弧焊電源數(shù)字化弧焊電源的出現(xiàn)和發(fā)展是焊接技術(shù)的進步,有人甚至把它比作焊接技術(shù)的數(shù)字化革命。數(shù)字化弧焊電源具有焊接參數(shù)采集、存儲、傳輸和分析的能力,而且能與計算機構(gòu)成的局域控制網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)群控,這對于規(guī)范焊接生產(chǎn),實現(xiàn)焊接質(zhì)量的無人監(jiān)控和管理有非常重要的作用和意義。數(shù)字化弧焊電源系統(tǒng)的控制精度高、產(chǎn)品的穩(wěn)定性、一致性和接口兼容性好,可以便捷地與外部設(shè)備建立數(shù)據(jù)交換通道。b)智能型弧焊電源數(shù)字技術(shù)極大地推動了焊接電源性能的提高和功的拓展,數(shù)字化弧焊電源已經(jīng)從簡單的焊接電弧功率供給單元向多功能復(fù)合的智能型焊接設(shè)備發(fā)展?，F(xiàn)代控制理論的成熟,尤其是智能控制理論的發(fā)展,為弧焊電源

6、的智能化開辟了廣闊的前景。模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、變結(jié)構(gòu)控制理論等在弧焊電源中的應(yīng)用,可以十分方便地調(diào)整其外特性,同時獲得良好的動特性,還可調(diào)節(jié)送絲速度等參數(shù)。使得當(dāng)某些焊接參數(shù)發(fā)生變化時,能保持熔深和弧長基本不變,還可大大降低手工電弧焊時對焊工熟練程度的依賴。c)節(jié)能型弧焊電源早在2000年就有人提出綠色焊機的概念。這是在全球資源與能源日漸緊缺,人民的環(huán)保意識逐漸增強的情況下提出的。節(jié)能環(huán)保的綠色焊機必將是未來弧焊電源的研制發(fā)展方向。4弧焊電源的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀分析焊接技術(shù)的發(fā)展與近代工業(yè)技術(shù)和科學(xué)的進步密切相關(guān)，弧焊電源也隨著焊接技術(shù)的發(fā)展而不斷地向前發(fā)展。19世紀初俄國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了電弧放電

7、現(xiàn)象，但直到20世紀末才將碳弧用于焊接，開創(chuàng)了電弧焊，從此開啟了焊接技術(shù)發(fā)展的新紀元。隨著科學(xué)技術(shù)、焊接技術(shù)的發(fā)展，弧焊電源也相應(yīng)發(fā)展，最初用于電弧焊的弧焊電源是直流弧焊發(fā)電機；世紀年代，除直流弧焊發(fā)電機外，已開始采用構(gòu)造簡單、成本低廉的交流弧焊變壓器，弧焊電源及其控制技術(shù)也有了很大的發(fā)展20世紀20年代，隨著工業(yè)生產(chǎn)進一步發(fā)展，不僅需要連接的產(chǎn)品數(shù)量增加，而且出現(xiàn)了許多對連接質(zhì)量要求高的產(chǎn)品，如車輛、大型遠程航行的船舶、鍋爐和橋梁等，為適應(yīng)焊接生產(chǎn)量的迅速增加，從20世紀40年代開始，焊接技術(shù)的發(fā)展邁入了一個新時期。首先成功研制了埋弧焊；隨后，航空、原子能等技術(shù)的發(fā)展，要求焊接高強鋼和鋁、鈦

8、及其合金等新型材料，出現(xiàn)了氬弧焊；20世紀50年代又相繼出現(xiàn)了co2焊等各種氣體保護焊工藝，緊接著還成功研制了高能量密度的等離子弧焊，弧焊電源及其控制技術(shù)也相應(yīng)地有了大幅度的發(fā)展，例如，20世紀40年代出現(xiàn)了用硒片制成的弧焊整流器，到了20世紀60年代，大容量硅整流元件，晶閘管的問世，為發(fā)展硅弧焊整流器，晶閘管式弧焊整流等提供了條件，與此同時其控制技術(shù)也從機械式控制發(fā)展到電磁式、電子式控制。5弧焊電源發(fā)展趨勢目前我國弧焊電源和電弧焊機制造、研究的狀態(tài)與國民經(jīng)濟的需要仍不相適應(yīng)，產(chǎn)品的品種數(shù)量質(zhì)量性能和自動化程度還遠不能滿足各部門的需要，與世界工業(yè)發(fā)達國家相比，尚存在較大差距為了順應(yīng)我國社會主義

9、現(xiàn)代化的需要，廣大焊接工程技術(shù)人員努力從事弧焊電源的科研和開發(fā)，充分利用電子技術(shù)和大功率電子元件，不斷改善和提高產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性和穩(wěn)定性，尤其是大力發(fā)展高效節(jié)能、省料、性能良好的新型弧焊電源，研究和發(fā)展弧焊電源及其控制技術(shù)的基礎(chǔ)理論，積極研制微機電腦控制的智能弧焊電源，從而把弧焊電源的發(fā)展推到一個新階段。5總結(jié)計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)及電力電子技術(shù)的發(fā)展對智能型焊接電源的發(fā)展提供了保證。利用計算機的存儲功能和高速、高精度數(shù)據(jù)處理能力,可使焊機向多功能化和智能化發(fā)展。在焊機中引入自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等現(xiàn)代控制方法,進行參數(shù)的優(yōu)化、焊接質(zhì)量的控制等,以降低對焊工操作水平的要求,進一步提高焊機的性能和適應(yīng)性。各種控制技術(shù)在焊接電源設(shè)計及控制中的應(yīng)用還處于發(fā)展的階段,其應(yīng)用的方式也是多種多樣的,焊機的穩(wěn)定性、可靠性及焊接質(zhì)量將會是檢驗各種控制應(yīng)用效果的最終標準。提高焊接電源的效率、降低焊接電源對電網(wǎng)的污染及電磁污染,開發(fā)自動控制的智能型的綠色焊接電源已成為開發(fā)人員的共同目標。隨著電力電子器件的發(fā)展和數(shù)字化芯片功能越來越強大,弧焊電源的數(shù)字化程度將越來越高。近年來隨著市場競爭的