Fontes Para Soldagem a Arco Voltaico. Universidade Federal do Pará - UFPA

Transcrição

1 Fontes Para Soldagem a Arco Voltaico

2 Fontes Para Soldagem a Arco Voltaico Fontes de energia para soldagem a arco voltaico podem ser consideradas simplesmente como o ponto de alimentação da energia elétrica ao processo. Entretanto, as fontes exercem grande influência sobre o desempenho de um processo de soldagem (qualidade e produtividade).

3 Requisitos de uma Fonte para Soldagem Requisitos Básicos: produzir saídas de corrente e tensão em níveis e com características adequadas para o processo de soldagem (baixa tensão e alta corrente); permitir a regulagem adequada dos valores de corrente e/ou tensão para aplicações específicas; serem conhecidas a variação e a forma de variação dos níveis de corrente e/ou tensão de acordo com os requerimentos do processo de soldagem e aplicação. Requisitos Adicionais: estar em conformidade com normas e códigos relacionados com a segurança e funcionalidade; apresentar resistência e durabilidade à ambientes fabris, com instalação e operação simples e segura.

4 Requisitos de uma Fonte para Soldagem Requisitos Extras para uma Fonte Moderna: possuir interfaces para monitoramento e/ou sistemas de automação; possuir versatilidade e precisão nos controles dos parâmetros.

5 Características de uma Fonte para Soldagem Uma das principais características de uma fonte de soldagem é o comportamento em regime da mesma quando submetida a diferentes cargas (resistivas, capacitivas ou indutivas). Este comportamento, denominado Característica Estática da Fonte (CEF), é quantificado pelos pares de ordenadas tensão (V) e corrente (I), visualizados em gráficos onde na abscissa se encontra a corrente e na ordenada se encontra a tensão.

6 Características de uma Fonte para Soldagem

7 Características de uma Fonte para Soldagem Dessa forma a rede pública é uma fonte tipo tensão constante. Segundo as formas de CEF, as fontes mais usuais de soldagem podem ser definidas da seguinte maneira: Fonte tipo tensão constante: É aquela que permite a regulagem da tensão de trabalho relativamente constante (neste caso, a corrente de soldagem que passa a não ser regulável, tornando-se dependente da fixação dos demais parâmetros de soldagem.

8 Características de uma Fonte para Soldagem

9 Características de uma Fonte para Soldagem Fonte tipo corrente constante: É aquela que permite a regulagem da corrente de trabalho e que tem uma curva CEF que tende a produzir uma corrente de trabalho relativamente constante (a tensão de soldagem não é regulável e passa a ser uma variável depende da fixação dos demais parâmetros).

10 Características de uma Fonte para Soldagem

11 Relação entre a regulagem e a CEF Cada regulagem corresponde a uma característica estática Contínua: quando a posição das curvas características são reguladas por pequenos incrementos;

12 Relação entre a regulagem e a CEF Por escalões ("taps"): para o qual este incremento é maior e não permite a fixação de valores intermediários a cada escalão.

13 Tensão em vazio de fontes de soldagem Quando a fonte não está submetida a nenhuma carga (corrente = 0), o valor da tensão fornecida por esta fonte é chamado de tensão em vazio. Independente do tipo de CEF, a mesma sempre fornecerá uma tensão em vazio para cada ajuste, a qual será maior ou igual à tensão de trabalho.

14 Tensão em vazio de fontes de soldagem A tensão em vazio (Vv) de uma fonte é, pois, a tensão lida nos terminais da fonte (quando ligada) sem carga (arco aberto). Quanto maior a tensão em vazio da fonte, mais fácil é a abertura e a manutenção do arco, mas maior é o risco de choque elétrico. Normalmente as fontes de soldagem apresentam tensão em vazio entre 50 e 90V. Valores menores conduzem a arco instáveis, enquanto valores maiores levam a risco de segurança.

15 Determinação das características estáticas de uma fonte

16 Ciclo de trabalho

17 Ciclo de trabalho O ciclo de trabalho (fator de trabalho) é definido como a relação entre o tempo de arco aberto (tempo de operação da soldagem) pelo tempo base de funcionamento (10 minutos, normatizado) em percentual. Ex: FT 60% =? Para se estimar o fator de trabalho de uma fonte para correntes de soldagem diferentes das especificadas pelo fabricante pode-se utilizar a fórmula abaixo: Ex:250A/60% 300?

18 Classificação das fontes de soldagem Quanto ao projeto: Fontes Eletromagnéticas (fontes convencionais) Fontes Eletrônicas (fontes modernas) Fontes Eletromagnéticas: Quanto ao projeto: Regulagem por escalões; regulagem por bonina móvel; regulagem por ferro móvel; regulagem por reator por ferro móvel; regulagem por reator saturável.

19 Classificação das fontes de soldagem

20 Classificação das fontes de soldagem

21 Classificação das fontes de soldagem

22 Classificação das fontes de soldagem

23 Classificação das fontes de soldagem

24 Classificação das fontes de soldagem Características das Fontes Convencionais Vantagens: - Baixos Custos; - Alta Robustez (mecânica) e Confiabilidade; - Pouca e Fácil Manutenção; Limitações: - dificuldade de controle remoto; - dificuldade de interfaciar com equipamento automático; - instabilidade de saída; - impossibilidade de ajustar os parâmetros certos com a fonte em vazio; - resposta lenta e pouco controle sobre as características dinâmicas - regulagem influenciada por outras variáveis.

25 Classificação das fontes de soldagem Tipos de fontes eletrônicas Quanto ao projeto: Regulagem por Tiristores; Regulagem por Transistores em Série (analógicas); Regulagem por Chaveamento no Secundário; Regulagem por Inversor no Primário;

26 Classificação das fontes de soldagem

27 Classificação das fontes de soldagem

28 Classificação das fontes de soldagem

29 Classificação das fontes de soldagem Métodos alternativos para regulagem da saída do modo de chaveamento.

30 Classificação das fontes de soldagem

31 Classificação das fontes de soldagem Características de fontes eletrônicas Regulagem mais fácil dos parâmetros; Rápida resposta, alta precisão e repetibilidade; Permite controle por retro-alimentação; Permite controlar seqüência de parâmetros; Compacta e leve.

32 Classificação das fontes de soldagem Comparação entre o transformador de uma fonte inversora (direita) e de uma fonte convencional (esquerda) de mesma capacidade.

33 Classificação das fontes de soldagem Comparação entre fontes convencionais e eletrônicas