《焊接电工》第4版 课件8-5数字化焊接电源

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一、现代焊接技术的发展趋势现代焊接技术的发展趋势为：（1）工艺高效化；（2）电源数字化；（3）控制智能化；（4）生产机器人化。

二、数字化焊接电源的释义根据计算机词典，数字化的定义为：(1)按照一定规则，用数字表示字母或符号；(2)把连续的物理量用数字0/1的形式表示。§8-5数字化焊接电源

按照这一表述，所谓数字化焊机就是指这样一种焊机。在逆变焊机的基础上，施加数字信号处理和数字控制技术，即用0/1编码的数字信号代替模拟信号。从而获得具有精密化、人性化、高效化、绿色化和网络化的新型焊机。成都电焊机研究所高级工程师郑思潜提出：数字化焊接技术是指用计算机技术来控制焊接设备的运行状态，使其满足和达到焊接工艺所提出的要求，以得到完全合格的焊缝。

数字化焊接技术的核心就是焊机的数字化。和其它专业领域一样，焊接技术的发展同样得益于数字电子技术的发展。

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数字化焊机技术主要包括三个方面：1.主电路的数字化，即从模拟式焊接电源到开关式焊接电源、逆变式焊接电源主电路，发展到现在大量应用的是IGBT、MOSFET或双极性晶体管式弧焊逆变器。2.控制电路的数字化，这方面的技术应用发展是非常快的。就控制系统的结构而言，数字化焊接电源的控制部分由单片机或单片机和DSP（数字信号处理器）共同构成，对给定信号流、参数反馈流和网压信号流作综合处理与运算、控制，达到焊接电源的数字化、信息化、柔性化的控制。

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3.人机接口技术，人机交互系统是人机最直接的操作界面，是操作者向计算机输入信息、发出指令及观察现场参数和信息的窗口，具有友好性、灵活性、功能性、明确性、一致性、可靠性等特点。国外已有焊机将液晶显示和键盘操作相结合，进行焊接方法、焊接工艺参数设置和信息显示等的人机交互过程。焊接小车和送丝拖动系统的数字化控制，伺服拖动已经得到了应用。工业机器人和专机与焊机的数字化接口技术。随着机器人和专机在生产中大量应用，与焊机数字化接口技术得到了迅速的发展。

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三、数字化焊接电源的内涵所谓数字化焊接电源，就是在电子式焊接电源的基础上，以单片机、CPLD/FPGA以及DSP等大规模集成电路作为控制核心来实现焊接电源的部分或者全部数字化控制。综合数字化焊接电源的发展和现状，焊接电源的数字化主要体现在如下几个方面：（1）反馈控制环节的数字化。（2）信息输入和输出的数字化。（3）PWM控制脉冲的数字化。（4）焊接工艺参数的存储和自动选择。（5）焊接电源接口的数字化。

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四、数字化焊接电源产品介绍1.全数字脉冲氩弧焊机WSM-400（图8-26）该焊机由北京时代集团公司生产，其主要特点为：①信息视窗采用320×240大屏幕图形液晶显示屏、全汉字显示；②信息输入采用轻触薄膜键盘，并与液晶显示屏共同构成菜单式编辑模式；③具有多种调节参数的方法，支持待机状态和焊接状态下的参数调节；④有14种直流氩弧操作方式和14种脉冲氩弧操作方式，并设有多种引弧方式；⑤焊机配置的RS-485接口可由用户连接至计算机或其它自动化焊接中心。数字化控制使焊机引弧更加容易、焊接电流稳定、飞溅极小。§8-5数字化焊接电源

8-26全数字脉冲氩弧焊机8-27全数字CO2/MAG焊机§8-5数字化焊接电源

2.全数字CO2/MAG焊机YD-500GM（图8-27）①多种焊接规范操作切换更便捷。不仅可以在焊接面板上存储、调用焊接规范，还可以在遥控器上进行三种焊接规范的存储和调用操作，既减少调整操作时间，又方便焊接工艺的管理；②内置多种焊接条件的成熟数据。具有碳钢/不锈钢、实芯/药芯、CO2/MAG/无脉冲MIG等17种焊接条件的配合专家系统参数设置，可满足多种焊接施工需求；③可快速地适应用户的特殊焊接工艺要求。全数字控制技术可实现无需改动硬件，通过对软件的修改和升级，即可柔性地适应个性化需求；④操作简单方便。数字化人机操作界面可以对焊接过程进行更精确、更直观、更多样化的设置。面板操作和遥控

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器均采用双旋钮操作，延续了传统的焊接规范调整操作方式，符合操作者使用习惯；⑤功能扩展。标准配置可与模拟专机配套的接口端子，可与专机配套进行自动焊接；⑥丰富的保护功能。具有短路保护、过热保护、电网异常保护功能。可通过数显报警号识别报警原因，并能记录报警履历。3.数字化MIG/MAG焊机（图8-28）该焊机由德国CLOOS公司生产，其主要特点为：①焊接参数一元化调节，焊工只需输入焊接电流、送丝速度或母材厚度，主机内的微处理器将自动设定最佳焊接参数；§8-5数字化焊接电源

②内置与焊接材料、保护气体、焊丝直径相匹配的焊接参数专家系统；③可存储50个焊接程序，供焊工调用；④使用超4步操作方式时，热起弧、焊后收弧、焊接电流升降均可通过焊接开关实现；⑤可焊接碳钢、镀锌板、不锈钢、铝合金、铜合金及钛合金等；⑥可用于MIG电弧钎焊；⑦焊铝时可选用特殊的双脉冲功能；⑧可接PC和打印机，全部自动焊接口。4.TPS系列数字化MIG/MAG焊机（图8-29）该焊机由奥地利Fronius公司生产，主要特点为：§8-4弧焊逆变器

8-28数字化MIG/MAG焊机8-29TPS系列数字化MIG/MAG焊机§8-5数字化焊接电源

①采用DSP集中处理所有焊接数据，控制和监测整个焊接过程；②焊机内存80组焊接专家系统，实现一元化调节，焊接时只需输入工件板厚，极大地降低了工人素质要求，也方便了工人操作；③采用特殊的焊铝程序，解决了焊铝起弧处难熔合，焊后易形成弧坑和焊穿等问题；④数字化显示焊接电流、焊接电压、弧长、送丝速度、板厚/焊脚尺寸、焊接速度、JOB记忆序号、电感量等参数；⑤焊机可升级，在不用改动任何硬件的情况下即可用电脑将焊机升级，升级内容包括：增加特殊材料焊接程序、无飞溅引弧、双脉冲等等，大大地减少了重复投资；§8-5数字化焊接电源

⑥由于焊机大部份功能改由软件控制，因而减少了40%的电子元件数量，降低了焊机出故障率点；⑦集成了MIG/MAG、TIG、手工焊和MIG钎焊多种焊接功能，能胜任各种任务；⑧广泛用于碳钢、镀锌板、不锈钢的焊接，尤其适合铝合金的焊接。5.Auto-Axcess300/450/750（图8-30）该焊机由美国Miller公司生产，其主要特点为：①用于机器人自动化：数字控制技术和逆变焊接电源及机器人接口的无缝结合；②自动连接（Auto-LineTM）：使机器在任意电压（190-630V）下自动连接，在初级电压波动时可确保稳定一致的输出；§8-5数字化焊接电源

③72芯接头：可实现与通常的模拟机器人控制器快速、方便的连接；④MIG焊接程序：包括Accu-PulseTM、标准或自适应脉冲、传统MIG和金属粉芯焊丝焊接程序；⑤Accu-PulseTMMIG工艺：即使对大焊缝和空间受限的角焊也能实现精密的电弧控制；⑥SureStartTM技术：通过精确控制适用于特定焊丝和气体配比的电流大小实现一致的电弧启动；⑦可选软件：RMDTM(RegulatedMetalDeposition)、基于PalmTMOS®的AxcessTM(文件管理)和WaveWriteTM(文件管理+波型程序)。§8-4弧焊逆变器

8-30Auto-Axcess300/450/750

8-31OrigoTig3000i交直流氩弧焊机继续返回6.OrigoTig3000i交直流氩弧焊机（图8-31）瑞典ESAB公司生产，其主要特点为：①起弧容易(高频电压达110kV)，电流输出稳定可靠(4～300A)；②独有的Qwav