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Aug 24, 2023

Double

Même si elle existait dans les laboratoires et les machines spécialisées, la technologie à double onduleur n'est arrivée sur le marché des machines à souder commerciales qu'en 2000. Ce type de machine s'est avéré très performant, mais

Bien qu'elle existait dans les laboratoires et les machines spécialisées, la technologie à double onduleur n'est arrivée sur le marché des machines à souder commerciales qu'en 2000. Ce type de machine s'est avéré très performant mais a nécessité une courbe d'apprentissage importante en raison de la large gamme de réglages et de commandes de forme d'onde. .

Le double onduleur, comme son nom l’indique, est constitué de deux onduleurs connectés en série l’un à l’autre. L'onduleur principal a pour fonction d'affiner la puissance d'entrée, en rectifiant l'entrée CA en CC, puis en « coupant » le CC en CA tout en augmentant considérablement sa fréquence. Ceci est introduit dans l'onduleur secondaire, qui fonctionne pour définir la forme d'onde de soudage de sortie, rectifiant le courant alternatif haute fréquence en courant continu, puis coupant le courant continu en courant alternatif tout en façonnant la forme d'onde (voirFigure 1).

OTC DAIHEN, Tipp City, Ohio, a ajouté le WB-A350P, une machine de soudage à l'arc au gaz tungstène (GTAW) AC/DC, à sa série WELBEE de sources d'énergie de soudage. Son architecture à double onduleur permet d'utiliser le procédé GTAW exclusif à l'entreprise : AC+DC Hybrid.

Le procédé de soudage hybride AC+DC, un mode adapté au soudage de l'aluminium, combine l'action nettoyante du soudage à électrode positive (EP) avec la pénétration profonde et la concentration du soudage à électrode négative (EN), tout en conservant la forme du tungstène. électrode (voirFigure 2).

Pourquoi l’action de nettoyage est-elle importante ? L'oxyde d'aluminium (Al2O3) se forme naturellement à la surface de l'aluminium et possède quelques caractéristiques qui vont à l'encontre du processus de soudage. Premièrement, Al2O3 est un isolant électrique, ce qui le rend très résistant à la conduction du courant électrique utilisé dans le soudage à l’arc. Deuxièmement, son point de fusion est de 3 762 degrés F, ce qui le rend difficile à retirer lorsque l'aluminium en dessous fond à 1 221 degrés F.

La forme d'onde hybride AC+DC est équipée pour gérer ce revêtement Al2O3. La partie AC de sa forme d'onde alterne en EP, créant l'action de nettoyage souhaitée. Cet effet de « marteau-piqueur » brise cette couche d’oxyde. L'effet secondaire indésirable d'un courant EP est qu'il dégrade la forme du tungstène, arrondissant la pointe si rien n'est fait. Pour contrecarrer cela, la forme d'onde déséquilibre le temps passé en EP avec plus de temps passé en EN, réduisant ainsi l'usure de l'électrode de tungstène et conservant sa forme (voirfigure 3).

La partie CC de la forme d'onde utilise EN pour une pénétration profonde du courant focalisé dans le métal de base. Avec une chaleur réduite dans le tungstène, il est possible d'utiliser des électrodes de plus petit diamètre avec des pointes plus pointues, permettant un soudage à faible courant sans la « danse » d'un arc instable.

Dans l'ensemble, la forme et la netteté de la pointe de l'électrode sont conservées, sans boule au niveau de la pointe. Combiné à la pénétration des soudures, à la focalisation de l'arc et à la stabilité de l'arc, ce mode peut s'attaquer aux applications GTAW exigeantes en aluminium, telles que les récipients sous pression aérospatiaux à paroi mince.

Cette technologie à double onduleur prend en charge trois types de formes d'onde AC GTAW, qui peuvent être combinées avec le processus hybride AC+DC pour un meilleur contrôle sur cette capacité avancée.

1. L'onde carrée standard a des périodes égales et équilibrées de courant EN et EP. Adaptée à une gamme d'applications allant des plaques épaisses aux feuilles minces, il s'agit de la forme d'onde CA la plus polyvalente.

2. L'onde carrée dure a des périodes de courant EN qui sont plus grandes et plus déséquilibrées que le courant EP. L'arc concentré rend cette forme d'onde CA efficace pour les soudures d'angle de feuilles minces, le sous-produit du rapport EN élevé étant une consommation moindre d'électrodes conduisant à un fonctionnement plus économique.

Figure 1Le double onduleur, comme son nom l’indique, est constitué de deux onduleurs connectés en série l’un à l’autre.

3. L'onde sinusoïdale douce a des périodes égales et équilibrées de courant EN et EP. Le bruit réduit de cette forme d’onde AC en fait la préférée des utilisateurs de production de masse. Son arc plus large est plus efficace pour les soudures bout à bout de feuilles minces.

Stabilité de l'arc. Il s'agit d'un autre sous-produit de l'architecture à double onduleur. Les machines GTAW à onduleur unique perdent rapidement la stabilité de l'arc lors de l'augmentation du décalage EN et/ou de l'augmentation de la fréquence. La machine à double onduleur WB-A350P réagit à la situation d'arc toutes les 20 ns et est capable de maintenir la stabilité de l'arc grâce à un décalage EN de 90 % jusqu'à sa fréquence maximale de 500 Hz, de 5 ampères de sortie à son pic de 350 ampères.