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29/10 2012

A digitalização das máquinas de solda

Recentemente indústrias de grande porte como estaleiros, construtoras, petroquímicas e de transportes crescem consideravelmente, proporcionando grandes oportunidades para indústrias do mercado de corte e solda.

Com o desenvolvimento da eletrônica de potência, as máquinas de solda passaram por alguns avanços tecnológicos ao longo do século. Algumas das principais tecnologias utilizadas ao longo dos tempos em máquinas de solda partiram dos geradores rotativos, evoluindo aos transformadores, retificadores com chaves seletoras, retificadores tiristorizados (SCR), chegando aos inversores da década de 90 e que se renovam até a atualidade.

Desde a descoberta dos inversores no fim da década de 80, este tem sido o foco da pesquisa e desenvolvimento em aprimoramento de fontes para soldagem e corte isto se deve a características chaves como maior eficiência energética, menor consumo de matéria prima na manufatura e melhor controle dos parâmetros na soldagem. Com as novas tecnologias de controle eletrônico como os micro controladores (MCU) e processadores digitais (DSP), os controles das máquinas de solda migraram de analógicos para digital.

As fontes digitais providenciam ajuste mais preciso dos parâmetros, resposta mais rápida a mudanças de carga, e o foco atual é relacionado a obter um feedback do que acontece na ponta do arame, possibilitando interferência das fontes em tempo real aos parâmetros para interagir na transferência metálica e otimizar seus recursos para uma melhor deposição e estabilidade do processo.

Portanto a utilização da tecnologia de processadores digitais (DSP) vem sendo o atual campo de pesquisa dentre os desenvolvedores de máquinas de solda mundo afora.

A digitalização do controle principal

A transição de máquinas de solda analógicas para digitais atualmente é a mudança do circuito principal da máquina para um circuito digital. Dessa maneira se obtém um baixíssimo consumo de potência e eficiência energética com valores acima de 90%.

Geralmente o método de controle PWM é aplicado para o controle da potência de saída. O chaveamento de potência geralmente é de tecnologia IGBT, com uma freqüência mínima de 20 KHz. A corrente mínima pode ser de até 5 Amperes dependendo da tecnologia aplicada. A variação do pulso pode fazer com que a taxa de mudança de carga chegue a 100A/100µs. Essa rápida resposta de mudança de carga da máquina, é utilizada para controles mais apurados dos parâmetros simultaneamente a deposição de material. Isso implica num processo sinérgico onde a máquina interage imediatamente a necessidade do processo.

Testes de laboratório referente aos processos de solda (GMAW, GTAW, SMAW, SAW) formam uma base de dados relativa aos diferentes materiais e gases usados. Com isso os engenheiros têm condições de desenvolver circuitos com programas  especiais afim de realizar multi funções numa mesma fonte, aplicar uma interface de fácil manuseio com programas de solda pré-salvos. Esse programa contém dados que se cruzam para dar ao usuário os melhores parâmetros para um determinado tipo de junta.

Os programas levam em consideração dados como espessura do metal base, especificação do metal e velocidade de alimentação, tudo convergindo para uma regulagem mais próxima ao ideal entre corrente e tensão de solda.

As fontes contam também com um armazenamento de dados em que falhas da máquina são lidas pelo sistema e disponibilizadas em tempo real através de um código de erro no visor, onde o operador consegue identificar imediatamente qual o problema e a causa para solucioná-lo com rapidez.

Vantagens do controle digital

O controle digital torna o equipamento mais flexível já que as configurações de um sistema padrão são determinados por uma rede de hardware entre resistências e capacitâncias. Dessa maneira é difícil de mudá-lo uma vez estabelecido, ao contrário, num sistema digital, mudanças se tornam possíveis uma vez que atualizações com maior base de dados e aprimoramentos em geral são disponibilizados em formas de atualizações do software.

No caso das novas demandas exigidas pelo mercado, elas pressionam a indústria de máquinas de solda para um aprimoramento de processos migrando quase que sua totalidade para sistemas digitais. Soldas em alta velocidade, solda de materiais dissimilares, soldas em curto-circuito sem respingos, duplo arame com baixa incidência de calor e deformação do metal são presentes inovações. Estes estudos são certamente avanços da digitalização de fontes e já constituem novos módulos em máquinas de solda comercializáveis.

Utilização

Com a maturidade alcançada pelos fabricantes de inversores digitais, sua utilização no mercado tem sido muito bem aproveitada.

Projetos como grandes linhas de tubulação, engenharia aeroespacial, engenharia marítima, petroquímicas, industria de contêineres, metal-mecânica, automobilística e ciclística contam com fontes digitais para um melhor desempenho em seus processos. Mas comparado ao resto do mundo a tecnologia está apenas em estágio inicial no Brasil, essa é a função da Boxer ao desenvolver parceiros visando a otimização de seus processos de soldagem.

Automatização

Com o progresso da ciência e da tecnologia produtiva, os robôs andam tomando muito espaço em aplicações do dia-a-dia industrial. E isso acontece graças a fontes digitais que se comunicam através de um sistema CAN com robôs para um aumento de produtividade e ganho de qualidade em soldas complexas no cotidiano industrial.

Sistema de monitoramento de fontes

Apesar do avanço da tecnologia ao longo dos anos, ainda há espaço para avanços no quesito monitoramento de processos. O sistema de monitoramento de fontes em rede pode ser a solução para o problema, já que este conecta as fontes de um ambiente produtivo a uma rede de computadores para análise em tempo real pelos gerenciadores dos processos. Ele transmite os dados através de um sistema via cabo, USB e Internet.

Este sistema estabelece o real padrão para as soldas, visão em tempo real dos dados, gravação de dados gerando gráficos e estatísticas dos processos. A grande vantagem do sistema se dá diretamente pela redução dos custos na soldagem, seja pela diminuição das perdas de materiais, pausas indesejadas dos soldadores, monitoramento do tempo de arco aberto e setups, agilidade na tomada de decisões e maior condição de análise dos dados para uma possível intervenção e melhoria de processos.

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17/04 2012

Como instalar sua Tig Boxer

Como instalar sua máquina TIG Boxer

Instalando a tocha

1. A tocha possui dois cabos separados com conectores especiais, para conectar o cabo mais grosso (fig. 1), basta rosquear e apertar com uma chave em sentido horário até que esteja bem fixado para evitar vazamentos e mal contato;

2.  O cabo mais fino contém um conector mais sensível na ponta, para fixá-lo basta encaixar (só existe uma posição), e então rosquear em sentido horário (fig. 1);

3.  Após dimensionados o diâmetro do tungstênio e os respectivos bocal e pinça, é hora de monta-los  na tocha;

4.  Afiar o tungstênio. É uma operação simples, mas que necessita de alguns cuidados como segue abaixo na seção “preparando o tungstênio’’;

5. Primeiro iremos rosquear o bocal de cerâmica ao difusor para depois inserir o tungstênio, assim conseguimos mantê-lo a uma distância controlável para fixá-lo com a capa. A altura do tungstênio para fora do bocal deve ser aproximadamente o seu próprio diâmetro;

6. Rosquear a capa atentando-se para regular a altura do eletrodo tungstênio, pois é ela quem dá a fixação necessária ao conjunto pinça/tungstênio;

7. Conectar o cabo da garra negativa ao terminal positivo da máquina.

8.  As indicações de como proceder com o painel da máquina, regulagens e dicas constam no manual do modelo adquirido.

 

Preparando o Tungstênio

 

1.  Para afiar o tungstênio é necessário que a pedra utilizada seja direcionada apenas para esse trabalho, o uso para outros materiais pode contaminar o tungstênio e influenciar na qualidade da solda;

2.  Observe a imagem ilustrativa como guia para afiação do tungstênio.

Instalando o gás

1.  O regulador utilizado para mistura Mig/Mag será o Argônio, e para CO² o próprio;

2.  No caso do regulador para Argônio sua rosca é macho, e para CO² fêmea;

3.  Após fixar o regulador no cilindro, basta ligar a mangueira do gás ao pino da válvula (fig. 8) localizada no painel traseiro da máquina. Fixar com abraçadeiras de ferro para evitar  desperdícios ou desvios na pressão do gás.

 

Instalações elétricas

1. Em primeiro lugar mantenha- se  isolado para realizar qualquer intervenção elétrica em seu equipamento;

2.  Adquirido o modelo trifásico ou monofásico é importante verificar se a rede a ser ligado é adequada a tensão de alimentação do equipamento;

3. Dimensionar o plug (tomada) para conexão à rede (lembrando que o consumo da máquina é medido em Amperes);

4. Para conectar sua máquina à tomada:
- Ligue os cabos (fase) aos pinos iguais do plug macho;
- O fio terra deve ser conectado ao pino mais grosso do plug;
- Verificar a boa fixação nas ligações;
- Conectar o plug macho a tomada.

Importante : Boas conexões e um bom isolamento de emendas são essenciais para economia de energia e melhor rendimento dos equipamentos.

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27/03 2012

Quais as vantagens de uma inversora para solda?

Com a popularização dos inversores hoje em dia ouvimos falar sobre as vantagens de tal equipamento. Mas será que estas vantagens são realmente boas e apresentam um bom custo benefício?

A resposta seria sim de imediato, porém, o que acontece é que importadores estão inundando o mercado com esses equipamentos sem quaisquer cuidado com qualidade e garantia. A Boxer apresentou no ano de 2011 uma linha completa de inversores para solda, e nessa linha constam desde máquinas para eletrodo revestido até os mais requisitados equipamentos para solda mig/mag. As aplicações são infinitas e a qualidade a mesma, garantida por máquinas instaladas no centro de desenvolvimento de foguetes na Rússia, e no estaleiro RongSheng na China, fabricante do maior navio graneleiro do mundo.

Contudo existem aplicações em que as máquinas convencionais apresentam resultado satisfatório.

Por que escolher uma fonte inversora?

 A crescente demanda dos estaleiros, petroquímicas, construção civil e indústria pesada são os responsáveis pelo fomento do desenvolvimento tecnológico de equipamentos para solda no mundo.
Com o desenvolvimento da eletrônica de potência, os equipamentos passaram por uma mudança drástica em seu projeto. Desde a década de 80 onde a utilização dos inversores para solda se tornou o foco no desenvolvimento de equipamentos, as máquinas contam cada vez mais com regulagens especiais afim de controlar as características do arco para obter um resultado perfeito seja qual for o processo executado.
A freqüência de operação dos inversores hoje em dia alcança 100 kHz, pouco mais de 1000 vezes mais rápido que a freqüência de trabalho dos transformadores e retificadores convencionais. Este aumento na velocidade de operação permite que a fonte de potência seja reduzida consideravelmente, implicando num ganho significativo na economia de matéria prima em sua construção, tornando os inversores equipamentos ecológicos.
O componente mais pesado de uma máquina de solda é seu transformador, portanto reduzir bruscamente o tamanho e peso de uma maquina convencional implica em diminuir seu tamanho. Os retificadores SCR que por vezes chegam a pesar 200 Kg, são hoje substituídos por máquinas que chegam a pesar 60 Kg com metade do tamanho de um SCR.
Apesar da facilidade do transporte economizando muncks e guindastes nos ambientes industriais, os maiores benefícios são recursos para solda como mais regulagens, maior precisão destas, resposta mais rápida na mudança de carga para obviamente obter-se uma qualidade de solda perfeita.
Digitalização dos circuitos de controle é outra vantagem considerável dos inversores. A mudança dos circuitos analógicos para digital, permite uma eficiência de energia elétrica do equipamento que chega ao nível de 89% no caso das máquinas Boxer-Aotai.
Com painéis interativos e interfaces de fácil utilização facilitam a visualização e regulagens no painel por parte do operador. As multi-funções em uma só máquina e um sistema integrado com programas de regulagem automática da máquina, dão ao soldador aptidão para realizar soldas em quaisquer materiais, com as mais variadas características que por vezes seriam mais difíceis com máquinas convencionais.

Estimativa de economia de energia

economia de energia de inversora

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20/03 2012

Solda Mig / Mag – Modos de transferência metálica

Transferências metálicas no processo Mig / Mag

Spray-Curtocircuito-globular 

Curto circuito – O processo Mig / Mag com transferência por curto-circuito engloba os processos que são realizados com baixos níveis de corrente e diâmetro do arame.

Os gases geralmente utilizados nesse modo de transferência são misturas de Argônio e CO² (75%/25%), para solda em aço carbono e aços de baixa liga, e Argônio puro ou com adição de Hélio para metais não ferrosos (alumínio e suas ligas).

A transferência nesse caso ocorre apenas quando o arame toca a poça de fusão. A medida que o metal fundido na ponta do arame toca o metal base a transferência ocorre.

Spray – Também chamada de transferência aerosol, ela ocorre quando é utilizada alta taxa de corrente, no caso acima da corrente de transição, que demanda o ponto em que transferência muda de globular para spray.

As gotículas produzidas têm tamanho menor que o comprimento do arco, e são transferidas pela gravidade dentro do próprio arco. Isso faz com que o processo seja aplicável na posição plana para aço carbono, exceto com a utilização de arames de diâmetro 0,9 / 1,0mm onde a poça de fusão é pequena e podem ser soldados fora de posição. O processo gera baixos níveis de respingos.

Globular – Este modo de transferência ocorre no ponto entre a corrente de curto-circuito e spray.

Sua característica é produzir gotas com tamanho maior que o arco, e por vezes o curto-circuito também ocorre, o que faz com que o método não seja indicado pois é instável e produz altos níveis de respingos.

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13/03 2012

Como regular sua máquina de solda Mig / Mag Boxer

A soldagem Mig/Mag tem como principais vantagens :

. Alta taxa de deposição devido a alimentação semi-automática de arame

. Alto ciclo de trabalho, sendo que não é necessário parar o processo para troca de eletrodos ou tirar escória da peça

. Alta versatilidade, podendo ser utilizadas em diversas espesura de materiais

. Fácil aprendizagem por parte do soldador

Porém a necessidade de um preciso ajuste dos parâmetros para se obter um cordão adequado às necessidades, pode ser um obstáculo em relação à soldagem com eletrodo revestido.  A inter-relação entre esses parâmetros (corrente, tensão, gás, etc) é uma característica do processo, portanto possui uma forte influência no resultado final da solda mig/mag.

Apesar da necessidade de um equipamento maior em relação ao eletrodo revestido, a Boxer disponibiliza algumas vantagens aos seus equipamentos que facilitam a operação do soldador. Tais como posicionamento do arame na parte de cima da máquina e a opção de cabeçotes externos para modelos maiores, afim de facilitar o transporte em ambientes industriais.

Abaixo segue uma tabela para regulagem dos parâmetros no processo Mig / Mag.

 

 

 

 

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