Mercado

Digitalização de Fontes para 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, indústria 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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