國產(chǎn)高頻逆變螺柱焊機及其技術(shù)性能

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　摘要：應用高頻逆變技術(shù),、全橋軟開關(guān)技術(shù)和DSP數(shù)字控制技術(shù)生產(chǎn)的高頻逆變長,、短周期電弧式螺柱焊機的基本原理,、技術(shù)性能,；高頻逆變螺柱焊機與工頻螺柱焊機相比的技術(shù)優(yōu)勢,，及其高頻逆變螺柱焊機所具有的市場前景,。
關(guān)鍵詞：高頻逆變螺柱焊,；電弧式螺柱焊,；儲能式螺柱焊；螺柱焊接
" z$ x! M* M. A* H# j! X　　螺柱焊接機是一種將螺柱通過焊槍,，直接焊接在母材上的一種焊接設(shè)備,，是機械制造、五金,、建筑等行業(yè)最常用的工具,。使用螺柱焊機焊接螺柱，在接過程中,，不需要填充料,，焊接直徑較小的焊釘時，也不需要任何保護,，是一種焊接工藝簡單,，焊接牢固度好，成本低,，效率高的焊接方式,。這種焊接方式最早流行于歐美，近些年才開始在我國推廣,，而且使用還不夠廣泛,。但隨著我國螺柱焊機制造水平的不斷提高，以及螺柱焊機使用效果逐漸被更多的人所認識,，螺柱焊機必將在我國得到廣泛使用,。
. f' \8 W( s9 s1 F　　螺柱焊機分二大類，第一類是電容儲能螺柱焊機,。電容儲能螺柱焊機顧名思義,，就是依靠電容將能量儲存起來，由控制系統(tǒng)控制電容放電,，達到將螺柱焊接牢固的目的,。電容儲能螺柱焊機具有設(shè)備構(gòu)造簡單、耗電量小,、焊接時間短,、操作方便、在焊接薄板時不宜變形等優(yōu)點，是五金機箱機柜等制造行業(yè)常用的工具,。
; ]' s0 n. q  W* u( G% |/ ~　　第二類是長短周期電弧式螺柱焊機,。長周期電弧式螺柱焊機是指焊接時間一般在300-2000 mS之間的螺柱焊機；這種螺柱焊機一般功率較大,，焊接螺柱直徑較大,，是機械制造、建筑,、鋼構(gòu)等行業(yè)常用的工具,。短周期電弧式螺柱焊機是指焊接時間在焊接時間一般在5-200mS之間的螺柱焊機。這種螺柱焊機焊接螺柱直徑較小,，控制精度要求較高,，是汽車,、造船和五金行業(yè)必備的焊接工具,。
$ F' ^" g7 @) t# }/ |　　長期以來，我國的電容儲能螺柱焊機的技術(shù)比較成熟,，而電弧式螺柱焊機的主流技術(shù)仍然是采用五十赫茲的工頻變壓器,；長周期的機器體積大、分量重,、耗能高,、施工操作現(xiàn)場移動不便；短周期的機器控制精度差,、能耗高,、焊接質(zhì)量不穩(wěn)定、薄板容易焊穿,，許多對焊接質(zhì)量要求較高的企業(yè),，這類螺柱焊機仍然依靠進口。
1 T# \2 Q2 T2 }/ Z　　為改變這種局面,，中國焊接界同仁屢敗屢戰(zhàn),，經(jīng)過十幾年的努力，終于研制成功了高頻逆變電弧式螺柱焊機,。高頻逆變螺柱焊機分為短周期和長周期兩種,。高頻逆變短周期螺柱焊機的焊接時間一般在5-200mS之間，焊接電流最大可達2000A,；可焊接螺柱直徑在2mm-12mm之間,；高頻逆變長周期螺柱焊機的焊接時間一般在300ms-2000ms之間，焊接電流最大可達2500A,；可焊接直徑在8mm-25mm以內(nèi)的螺柱（栓釘）,。
　　無論是長周期還是短周期，高頻逆變螺柱焊機都采用了IGBT逆變技術(shù)，全橋軟開關(guān)技術(shù)和DSP數(shù)字控制技術(shù),，具有變壓器體積小,、整機分量輕、耗電量少,、控制精度高,、焊接質(zhì)量穩(wěn)定等特點。其中高頻逆變短周期螺柱焊機整機重量在60KG以內(nèi),；高頻逆變長周期螺柱焊機整機重量在120KG以內(nèi),。
　　高頻逆變螺柱焊機的工作原理如下：
　　三相50HZ的交流的電經(jīng)過電磁兼容電路、三相整流橋,、軟起動電路,、平滑濾波電路、橋式開關(guān)電路,。再由DSP產(chǎn)生的PWM控制信號經(jīng)已隔離驅(qū)動電路控制IGBT的通斷,，再經(jīng)過高頻變壓器和軟開關(guān)換流電路將能量傳遞到輸出整流濾波電路，經(jīng)螺柱自動送料機,、半自動螺柱焊槍（手動螺柱焊槍）對螺柱進行焊接,。焊接電流最高達2500A，輸出功率最高達150KW,。
+ I) _9 |/ M2 l& T# b: L0 G　　其中高頻變壓器是利用鐵氧體材料,，經(jīng)過特殊工藝制作而成。DSP逆變控制器,，是通過DSP產(chǎn)生的PMW信號經(jīng)M57962Ｌ放大后,，驅(qū)動橋路IGBT，然后經(jīng)變壓器,，變壓,、整流、濾波輸出弧焊電流的,。信號反饋電路有四個環(huán)路,，兩個電流內(nèi)環(huán)：一個電流外環(huán)和一個電壓外環(huán)。
2 y- o% w, A/ P0 N' x. N　　該機器設(shè)有溫度監(jiān)測和保護電路,，通過DSP可監(jiān)測前,、后橋散熱板的溫度，并對其進行過熱保護和告警,。設(shè)有電源電壓,，直流母線電壓和控制電源電壓監(jiān)控電路，通過DSP進行監(jiān)測和告警,。主電路結(jié)構(gòu)緊湊,，布局合理,，很好的解決了IGBT、超快速二極管和高頻變壓器的散熱問題,。短周期螺柱焊機工作時暫載率大于10%,，長周期螺柱焊機工作時暫載率大于30%。
　　高頻逆變螺柱焊機采用了零電壓和零電流高頻軟開關(guān)電源技術(shù)和DSP脈寬調(diào)制技術(shù),，簡化了硬件電路,。通過軟件來實現(xiàn)對反饋電流、電壓的控制和整機的保護,。其工作頻率高達20KHZ,，具有響應速度快、控制精度高,、效率高,、環(huán)保節(jié)電、成本低,、輸出功率最高可達150KW,，基本上滿足了我國各行業(yè)對螺柱焊機的需要。
　　另外,，該機器還采用了彩色顯示屏,、中英文菜單,、觸摸屏操作,。不但人機界面友好，而且操作簡單明了,，快捷方便,。
高頻逆變螺柱焊機與傳統(tǒng)的工頻螺柱焊機相比，具有以下技術(shù)優(yōu)勢：
3 u; p# g& o8 g9 W　�,。�1）.提高了變壓器的性能,，長周期螺柱焊機的變壓器也只有十幾公斤，輸出功率最高達150KW,，焊接電流最高達2500A,，整機體積大為減小，重量大為減輕,，現(xiàn)場移動非常方便,，而且比工頻電弧螺柱焊機節(jié)能30%以上。就長周期高頻逆變螺柱焊機的所采用的技術(shù)和具有的功能而言,，其技術(shù)水平已經(jīng)據(jù)世界領(lǐng)先地位,。
　　（2）.高頻逆變螺柱焊機由于引入了電磁兼容,、軟啟動和電容濾波電路,，減少對自身的干擾和電網(wǎng)的污染。
- W! ~. z+ B; ~4 d) m1 f: u7 e　　（3）.高頻逆變螺柱焊機采用了數(shù)字化電路,，簡化了硬件控制電路,，減少了調(diào)試和維護程序降低的運營成本。
. \1 n/ F$ }; f3 X, H! M/ S7 ~　�,。�4）.高頻逆變螺柱焊機采用了DSP數(shù)字控制技術(shù),，相應速度以微秒計算，提高了螺柱焊機的動態(tài)特性和控制精度,，使之焊接性能更加穩(wěn)定可靠,，尤其是薄板焊接更具有優(yōu)勢。
, m* U+ W7 x% }　�,。�5）高頻逆變螺柱焊機具有完善的保護功能,，減少了螺柱焊機的故障率；具有完善的故障顯示功能,，使得故障檢查更為簡單,，故障維修更為方便。
0 H5 ^$ j. G1 e$ ?3 `7 q, Q　　目前,，高頻逆變短周期螺柱焊機已經(jīng)在一汽大眾,、北京奔馳等多個汽車生產(chǎn)廠家使用，完全可以代替進口螺柱焊機,；高頻逆變長周期螺柱焊機也在我國多個重點建設(shè)工程中得到廣泛運用,。
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