摘 要：我国铝合金加工技术和西方发达国家相比，加工技术起步相对较晚，然而发展的速度却非常快，也取得了很多举世瞩目的成就，在某些方面，我国的铝合金加工技术已经达到了世界先进水平。国家加大铝加工产业的资金投入，推动铝加工技术的快速发展。在近几年的发展中，中国铝合金工业继续向前发展，同时也为建造业提供了大量的新材料。本文主要对铝合金加工设备上的可控硅的控制进行分析，以期为我国铝合金加工产业的发展和进步提供参考与借鉴。
　　关键词：铝合金；加工设备；可控硅；控制
　　中图分类号：TG506 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）29-0280-02
　　前 言
　　可控硅，是可控硅整流元件的简称，是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中，多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。近几年，国家越来越重视铝合金加工技术，不断加大铝合金加工产业的投入力度，我国的铝型材行业快速发展。新产品、新用途和新工艺的铝型材不断涌现，大大的推动了国家的科技进步和产业发展。铝合金具有很好的塑性，便于塑性加工，在建筑行业中应用得非常广泛。与此同时，铝合金还有过热敏感性，在加工过程中需要控制好加热的温度，而可控硅具有控制温度的作用，还可以有效的控制切削力，避免生产事故的发生，提高铝合金加工的生产效率，提升铝合金加工企业的的生产效率。
　　1 铝合金加工技术的发展现状
　　铝合金材料具有强度好、比重小、导热性能好和耐腐蚀的优点，被广泛用于建筑工程、道路交通、航空航天和机械电子等领域，对促进国民经济的快速增长具有不可替代的作用。铝合金在金属材料的应用中仅次于钢铁排名第二，铝合金是当前经济建设中的重要材料，人们的生活与国家科技发展离不开铝合金，其在生产生活中扮演着越来越重要的角色。随着铝合金的社会需求量不断增加，铝合金加工技术也得到了快速的发展，当前的铝合金加工技术具有以下发展特点：
　　1.1 现代化管理
　　现阶段，我国的铝合金加工产业发展势头非常好。为了适应市场的变化和社会发展，铝加工企业对铝合金加工生产的过程进行调整，对产品生产过程进行自动化和现代化管理，制定科学的管理机制，提升加工产品的质量。重视科技创新与信息开发，提高产品的科技含量，提升铝合金加工生产的效率。
　　1.2 产品结构不断调整
　　铝加工企业重视工具和模具的结构设计与材料选择，不断改进铝加工工艺、热处理工艺和表面处理工艺等，促进铝合金加工产品结构的调整。针对市场上的那些传统的、低档次的产品，必须逐渐将其淘汰，新型的高科技产品快速占据市场，满足人们的物质需求和文化需求，提升人们生活、工作质量，促进社会的发展和进步。
　　1.3 节能技术不断更新
　　现阶段，我国一贯坚持可持续发展思路，坚持科学、合理的利用资源，在发展工业的同时，也要注意节能减排，控制工业发展对环境产生的影响。基于现阶段的发展趋势，我们必须不断创新铝合金加工技术，逐渐朝精简连续、节能降耗和高效高速的方向发展，实现资源的永续利用。
　　1.4 工艺装备更新快
　　目前，我国的鋁合金加工产业发展趋势非常好，铝合金的加工工艺设备更新换代的时间比较快，在信息时代下，铝合金的加工设备开始往大型化、精密化、自动化和紧凑化的方向发展。为了促进工业行业的快速发展，必须采取科学的措施，加快铝合金加工设备的升级，提升铝合金加工企业的生产效率，促进社会的进步和发展。采取科学的措施，有效的控制铝合金加工设备上可控硅的含量，延长铝合金加工设备的使用寿命，提升铝合金加工设备的工作效率。
　　2 可控硅温度控制器的组成和工作原理
　　温度控制器的可控硅输出的是信号，包括电流信号以及电压信号两种形式。通过对电压、电流以及功率的精准调控，温度控制器能够对温度进行精确控制。并且能够运用其发达的数字控制算法，进而优化电能的使用效率，起到节约电能的作用。具体来讲，热电偶温度测量与控制收集的输出信号调节器通过比例-积分-微分来测出温度测量0～10mA和4～20mA控制触发器来调节晶闸管传导角板的规模，进而调控加热设备，使电阻炉能够在固定的温度下保持主电路的大小。主要的循环包括可控硅、急速保险丝的过流保护、过压维护处钢筋混凝土以及加热零件等部分。
　　2.1 温度检测与PID（比例-积分-微分）调节器的构成
　　作为一种由曲线形、延迟与惯量非常大的常用工业调控体，工业电阻炉被大量的运用于实验室的样本以及元件的加热与冷却之中。它可以依据温度与精度的条件来选用种类多样的PID（比例-积分-微分）调节器，进而达到调节温度的目的。通常情况下，对温度的调控可以不用电阻炉，而是直接选用调稳压器PID来控制温度，进而导出0～10mA直流信号。可控硅是一种输入式的电压调节器，它可以改变传输的视角进而转变输出功率的大小，以追求用最低的投资换取设备操作流程的简易化与维修的便捷化，从而追求铝合金作业过程有效运转的目标。
　　系统软件起始化配置实现驱动程序的安装以及板软件安装程序；在热电偶、温度设定以及程序的参考的基础上，热电偶毫伏值表可以转化为由指定的曲线温度范围作为数字PID（比例-积分-微分）传达偏置来对比的范围值。鉴于纯推迟电阻炉的特性，数字PID（比例-积分-微分）调控算法设计系统的闭环传递函数需要相当于延迟的时间被控纯部件的纯延迟时间的纯惯性的一阶滞后。但是，更复杂的PID调节参变量，为了满足过程温度与精度稳定性需要，应该选用二维模糊调节器来完善软件设计，以期调试工作的顺利进行。
　　2.2 触发电路
　　总的来说，可控硅触发电路应该做到以下几点：①要保证触发脉冲宽度的可靠传导，而且要保持较高的严重度；②不能高于电压、电流以及功率的可靠触发器；③要有较高的抗干扰能力，稳定的温度适应性。 　　3 完善可控硅控制问题的具体措施
　　切削力以及加工参数对可控硅有很大的影响，进而降低设备的使用周期，影响工作效益，本研究试综合铝合金生产活动中的影响因素，提供可行的改善办法，为提高工作效益，保障铝合金生产的正常运作，进而有效提高铝合金市场的发展步伐，具体可以采取几下措施：加工参数的合理选择，残余应力的有效控制，加工零件的正确应用。
　　3.1 选择合适的加工参数
　　加工参数依赖于切割质量，无论铝合金生产过程中机床以及道具多么高端，都需要有较好的切割技术。若缺乏较好的切割工艺，生产过程仍然会有各种难题的出现。因此，铝合金的生产过程中要重视切割工艺的质量，要在处理程序與加工要素的指导下，合理选择数控程序，进而保障切割质量以及整个生产活动的良好效益。
　　3.2 有效控制以及减少残余应力（Residual Stress）
　　工件热加工处理之后由于外力以及不均匀的温度环境下剩余在物理内部自相平衡的内应力，对工件的形状，尺寸以及性能都有着很大的影响。若应力超过材料的接受强度，会导致工件的变形，超过材料的强度极限时导致工件开裂，所以要尽量避免和消除残余应力。也可以通过控制应力进而使之合理分布，以期提高工件的机械性能。可以采取以下措施解决应力的消极影响，变害为利：①应该元件材质自身是否具备优良的笼罩元件，这样就能够降低应力的不利影响。②在进行切割的时候，可以通过切掉元件来达到对称的效果，以达到有效排除元件在处理时产生的应力，进而保障设备较长的使用周期以及运转效率。
　　3.3 选择恰当的机械加工零件
　　由于材质、零件形状、生产条件以及切削液的性能等因素的影响，铝合金零件加工时很容易变形，主要包括毛坯内应力导致的变形，切削力以及切削热导致的变形和夹紧力导致的变形。因此对铝进行加工时，若能够根据合适的零件对中心的圆环做剪切处理，就能够使机械的零件处理保持很好的刚度。而且，对于固定装置的挑选也应慎重，通过固定机械底部的真空夹持器来减少部件变形。在选择飞机外壳以及其它铣削加工的机械外壳材料时，通常以灵活的多点支持零件为主，从而提高铝合金的加工效率。
　　4 结 语
　　综上所述，基于我国市场经济体制改革的大背景，大多数企业都顺利实现了转型升级。大部分企业都逐渐利用先进的设备和技术，促进了铝合金加工企业的快速发展和进步。在我国，铝产业最开始主要是电解铝的冶炼，逐渐发展成为铝产品的深加工，铝合金加工产业规模发展越来越大。在经济发展的过程中，国家对工业生产提出了节能、环保、高效、安全的新要求，使用先进的技术达到节能减排的目标。我国的铝合金加工行业面临着新一轮的改革，铝作为一种可再生能源，是一种综合性选择的最佳材料之一，再生节能效果好。通过控制铝合金加工设备上可控硅，可以有效的提升铝合金加工设备的工作效率，确保加工设备的安全运行，有效的提升了铝合金加工企业的生产效率。
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　　收稿日期：2018-9-4
　　作者简介：唐秀茂（1975-），男，工程师，本科，从事生产设备主管、机械设计、生产安全工作。