Fontes de Soldagem 04.10.11 - LCAM

Fontes Para Soldagem a Arco Voltaico
Universidade Federal do Pará - UFPA
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).
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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.
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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.
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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.
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Características de uma Fonte para Soldagem
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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.
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Características de uma Fonte para Soldagem
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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).
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Características de uma Fonte para Soldagem
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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;
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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.
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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.
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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.
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Determinação das características estáticas de uma fonte
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Ciclo de trabalho
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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%
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300 ?
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.
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Classificação das fontes de soldagem
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Classificação das fontes de soldagem
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Classificação das fontes de soldagem
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Classificação das fontes de soldagem
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Classificação das fontes de soldagem
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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.
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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;
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Classificação das fontes de soldagem
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Classificação das fontes de soldagem
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Classificação das fontes de soldagem
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Classificação das fontes de soldagem
Métodos alternativos para regulagem da saída do modo de
chaveamento.
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Classificação das fontes de soldagem
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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.
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Classificação das fontes de soldagem
Comparação entre o transformador de uma fonte inversora (direita) e de
uma fonte convencional (esquerda) de mesma capacidade.
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Classificação das fontes de soldagem
Comparação entre fontes convencionais e eletrônicas
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