不锈钢制管焊机的竞争焦点已经从电源技术转移到焊接工艺性能方面

   2014-12-12 中国不锈钢市场网1080
核心提示:随着世界制造业的快速发展,焊接技术应用越来越广泛,焊接技术水平也越来越高。新的焊接工艺方法不断涌现,专业焊接设备日新月异
    随着世界制造业的快速发展,焊接技术应用越来越广泛,焊接技术水平也越来越高。新的焊接工艺方法不断涌现,专业焊接设备日新月异。
    纵观各大焊接博览会,我们对国内外焊接技术的发展趋势以及焊接生产发展的新需求和新动向印象较深的是:核心技术的作用得以显现,数控和电源方面有长足的发展 
    1.逆变焊接技术发展趋势
    逆变焊机继续向纵深发展的几个方面:普及性提高、功率制造能力增强、小型化。 
    普及性提高:逆变式焊机的参展率愈来愈高,参展面愈来愈广。今年的展会上,几乎所有的大公司,都以较大的阵势展示了各种逆变式焊机及新技术、新产品,只是各自的品种、功率、性能、功能和制造水平不同而已。此外,逆变焊机的品种、性能、功能和焊接方法和应用范围也有一定的提高、增加和扩大。
    功率制造能力增强:过去人们认为,逆变焊机以其小巧、移动方便、省电节材的优势主要适用在中小功率的场合。今年的展会上,不少公司均展出了千安级的技术产品。
    小型化:通过提高频率和采用高性能磁体、优化结构等,尽可能把小功率的逆变焊机做小。如用于焊接位置变动频繁的装配和维修工作中薄板焊接的小焊机只有3.4kg。 
    在展会上,逆变焊机几乎出现在所有电焊机展商的展台上,这表明逆变焊机现已成为电焊机行业的主流趋势。目前,逆变焊机在基础技术层面上已经趋于成熟,当前的技术竞争主要体现在逆变焊机相关电源技术的外延和逆变焊机相关焊接工艺技术的深化两个方面。
    1.1 软开关技术
    国外逆变焊机中的软开关电源技术并不十分普遍,特别是20kHz的逆变焊机多数仍以硬开关为主,但其所用开关器件的容量余度比国内焊机大很多,从而保证了逆变电源的高可靠性。这是由于不同的人力成本所决定的,因为软开关电路所需附加的电磁元件的制造和组装成本,在人力成本较高的地方会超过增加开关器件容量的材料成本。国外的软开关电源技术主要是针对工作在60~120kHz的高频大功率的焊机,主要是为了提高电源的响应速度,便于更精密的波形控制过程。
    1.2变压器材质及其结构
    逆变变压器是逆变焊机中的关键器件。在这方面,国内的大功率焊机采用非晶铁芯的比例很大,而国外多数还采用铁氧体磁芯。目前,使用最多的20kHz的逆变频率,非晶铁芯应该说比铁氧体更有材料成本优势,但由于材料的特性所决定,目前非晶铁芯只能以环形方式供货,不便于线圈的自动化绕制。国外企业大多使用铁氧体磁芯而不愿意改用非晶铁芯,而国内的企业出于对材料成本的考虑,广泛使用非晶铁芯。
    1.3数字化控制推动焊接技术的升级和发展
    五年前,数字化控制的焊机还只是少数几个国际知名公司的“尖端科技”。从今年的展会上看,在国际上数字化控制已属平常,数字化控制焊机甚至已经不再是销售的卖点。在芬兰KEMPPI和奥地利Fronius的推动下,数字化焊机已进入产品规模化生产阶段。
    逆变电源的高响应速度为焊接控制技术提供了一个理想的功率平台,数字化技术在焊接电源中的应用进一步提高了电源控制技术的水平和可操作性。逆变焊机的数字化控制无疑会有强势的发展,因为它在控制方面极大地简化了电路结构,提高了焊机控制系统的稳定性,方便了应用。目前,国内的数字化焊机与国外数字化焊机的最大差距在于焊接工艺性能。可以说,数字化焊机的最大卖点不是数字化技术本身,而是先进的焊接工艺技术。同时,数字化的最大优势还在于与逆变焊机相结合后可以承载先进的焊接工艺技术。
    1.4逆变焊机与焊接工艺之间的关系
    逆变焊机对于电焊机行业的影响无疑是一场电源技术的革命,但是对于整个焊接领域来说,与其说是电源技术的革命,不如说是焊接工艺技术的革命。可以说,逆变焊机促进了焊接工艺技术的深化。
    特别是数字化技术搭载在逆变焊机的技术平台上进一步改变了电焊机行业的技术状态。通过展会可以看到:从单纯的电源技术向与先进焊接工艺技术结合已成为一种趋势,研究焊接电弧行为将成为今后电焊机行业技术发展的一个重要方面。
     2. 焊机的焊接工艺性能成为电焊机行业新的技术竞争焦点
     从展会上可看出,逆变焊机的高端产品方面,仍是国外产品的一统天下。任何一个重要的新技术、新方法(如STT、CMT、Cold Arc等),无不与焊接工艺相关。这说明逆变焊机产品的技术竞争焦点已经开始从电源技术、控制技术转移到焊接工艺性能方面。
    对于国内电焊机行业来说,能否实现这个转移是一个新的、更严峻的挑战,因为要在焊接工艺方面实现技术突破绝不会比突破逆变焊机电源技术瓶颈的过程容易。这是我们要面对的一个新挑战。或许,它将决定一个企业在新一轮竞争中的成败。
     在国内,广州威德自1998年成立开始研发生产逆变焊机,主攻不锈钢制管专用焊机,是不锈钢制管专用焊机行业的技术开发源头,此领域要求焊机可在大电流连续24小时不间断工作,威德先后研发出逆变直流氩弧焊机、逆变超声波焊机,这两款焊机采用硬开关技术,体积比较笨重,技术保密性也不高,市场涌现出大量复制品,08年开始威德率先在国内研发软开关电源技术,并在电路里融入数字化控制技术,认真研究如何获得最理想的焊接电弧,不断提升焊接工艺水平,最终于2012年取得重大突破,全球率先研发出高频脉冲准离子电弧,该准离子焊机采用全球首创电弧电磁强化收缩技术,具有普通氩弧及等离子弧所不具备的焊接性能及操作方便性,在电弧压力、电弧刚性、轴向的指向性、熔透性及熔池的流动性等方面都有显著提高,适用于所有氩焊及部分等离子弧工艺所要求的焊接场合。
    焊机特征:
    1) 小电流焊接时,电弧刚性强、轴向指向性好,小电流起弧可靠(5A起弧),最低可焊接超薄工件(0.17mm)
    2) 大电流焊接时,电磁收缩强化,熔池流动性及熔透性被加强,具有熔入型等离子弧特征,可以达到熔入型等离子焊的效果。
    3) 电弧电磁强化收缩技术特点与优势:
    采用普通氩焊枪实现等离子弧的效果,可以减少焊接成本及工人劳动强度。
    具备焊道收缩效果,可以避免普通氩焊在大电流焊接时焊缝边缘起鳞。
    生产效率大幅提升准离子通过电弧电磁强化收缩形成准离子弧,挺度高,穿透力强,焊缝质量稳定、大幅提高生产速度
    具备对熔池的高频振动作用,增加熔池的流动性,可以大大提高焊缝的抗裂性及力学性能。
    降低气孔敏感性焊缝气孔(俗称针眼和砂眼)是TIG焊工艺的典型焊接缺陷。气孔的存在不仅会造成应力集中,而且会降低焊接接头的抗腐蚀能力与疲劳寿命,影响焊接构件的可靠性。准离子焊可有效提高熔池流动性,较大的电弧力对熔池形成机械冲击,有利于气孔的逸出,降低焊缝气孔敏感性。可有效减少甚至清除焊缝气孔,保证焊缝成形外观优良,提高焊缝质量。
    焊缝显微组织常规TIG焊的接头焊缝区组织以粗大树枝晶为主;准离子焊缝平均晶粒尺寸约为23~26μm且呈带状分布的细小等轴非枝晶组织,
    焊接接头综合性能比较进行拉伸性能测试,结果表明,与常规TIG焊相比,准离子焊接头抗拉强度几乎等同母材,但断后延伸率及断面收缩率分别增长了30%和90%以上,接头塑性增强
    综上所述,选择高频脉冲准离子焊接工艺是未来大势所趋!可全面代替传统氩弧焊!
 
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