國(guó)產(chǎn)高頻逆變螺柱焊機(jī)及其技術(shù)性能

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　摘要：應(yīng)用高頻逆變技術(shù),、全橋軟開(kāi)關(guān)技術(shù)和DSP數(shù)字控制技術(shù)生產(chǎn)的高頻逆變長(zhǎng),、短周期電弧式螺柱焊機(jī)的基本原理,、技術(shù)性能,；高頻逆變螺柱焊機(jī)與工頻螺柱焊機(jī)相比的技術(shù)優(yōu)勢(shì),，及其高頻逆變螺柱焊機(jī)所具有的市場(chǎng)前景,。
關(guān)鍵詞：高頻逆變螺柱焊,；電弧式螺柱焊,；儲(chǔ)能式螺柱焊,；螺柱焊接
$ f1 f( U1 t( ?: M, Z: _/ a& h/ E　　螺柱焊接機(jī)是一種將螺柱通過(guò)焊槍?zhuān)�直接焊接在母材上的一種焊接設(shè)備，是機(jī)械制造,、五金,、建筑等行業(yè)最常用的工具。使用螺柱焊機(jī)焊接螺柱,，在接過(guò)程中,，不需要填充料，焊接直徑較小的焊釘時(shí),，也不需要任何保護(hù),，是一種焊接工藝簡(jiǎn)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(kāi)始在我國(guó)推廣,，而且使用還不夠廣泛。但隨著我國(guó)螺柱焊機(jī)制造水平的不斷提高,，以及螺柱焊機(jī)使用效果逐漸被更多的人所認(rèn)識(shí),，螺柱焊機(jī)必將在我國(guó)得到廣泛使用。
  R$ k) Y+ W& `# P+ p　　螺柱焊機(jī)分二大類(lèi),，第一類(lèi)是電容儲(chǔ)能螺柱焊機(jī),。電容儲(chǔ)能螺柱焊機(jī)顧名思義，就是依靠電容將能量?jī)?chǔ)存起來(lái),，由控制系統(tǒng)控制電容放電,，達(dá)到將螺柱焊接牢固的目的。電容儲(chǔ)能螺柱焊機(jī)具有設(shè)備構(gòu)造簡(jiǎn)單,、耗電量小,、焊接時(shí)間短、操作方便,、在焊接薄板時(shí)不宜變形等優(yōu)點(diǎn),，是五金機(jī)箱機(jī)柜等制造行業(yè)常用的工具。
　　第二類(lèi)是長(zhǎng)短周期電弧式螺柱焊機(jī),。長(zhǎng)周期電弧式螺柱焊機(jī)是指焊接時(shí)間一般在300-2000 mS之間的螺柱焊機(jī),；這種螺柱焊機(jī)一般功率較大，焊接螺柱直徑較大,，是機(jī)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(jī)是指焊接時(shí)間在焊接時(shí)間一般在5-200mS之間的螺柱焊機(jī),。這種螺柱焊機(jī)焊接螺柱直徑較小,，控制精度要求較高,，是汽車(chē),、造船和五金行業(yè)必備的焊接工具。
　　長(zhǎng)期以來(lái),，我國(guó)的電容儲(chǔ)能螺柱焊機(jī)的技術(shù)比較成熟,，而電弧式螺柱焊機(jī)的主流技術(shù)仍然是采用五十赫茲的工頻變壓器；長(zhǎng)周期的機(jī)器體積大,、分量重,、耗能高、施工操作現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)不便,；短周期的機(jī)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(duì)焊接質(zhì)量要求較高的企業(yè)，這類(lèi)螺柱焊機(jī)仍然依靠進(jìn)口,。
) \0 L( B  c9 ?$ Y$ B* X# H: B9 G　　為改變這種局面,，中國(guó)焊接界同仁屢敗屢戰(zhàn)，經(jīng)過(guò)十幾年的努力,，終于研制成功了高頻逆變電弧式螺柱焊機(jī),。高頻逆變螺柱焊機(jī)分為短周期和長(zhǎng)周期兩種。高頻逆變短周期螺柱焊機(jī)的焊接時(shí)間一般在5-200mS之間,，焊接電流最大可達(dá)2000A,；可焊接螺柱直徑在2mm-12mm之間；高頻逆變長(zhǎng)周期螺柱焊機(jī)的焊接時(shí)間一般在300ms-2000ms之間,，焊接電流最大可達(dá)2500A,；可焊接直徑在8mm-25mm以內(nèi)的螺柱（栓釘）。
　　無(wú)論是長(zhǎng)周期還是短周期,，高頻逆變螺柱焊機(jī)都采用了IGBT逆變技術(shù),，全橋軟開(kāi)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(jī)分量輕,、耗電量少、控制精度高,、焊接質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn),。其中高頻逆變短周期螺柱焊機(jī)整機(jī)重量在60KG以內(nèi)；高頻逆變長(zhǎng)周期螺柱焊機(jī)整機(jī)重量在120KG以內(nèi),。
　　高頻逆變螺柱焊機(jī)的工作原理如下：
/ x* p6 m' p2 _/ w, e　　三相50HZ的交流的電經(jīng)過(guò)電磁兼容電路,、三相整流橋,、軟起動(dòng)電路、平滑濾波電路,、橋式開(kāi)關(guān)電路,。再由DSP產(chǎn)生的PWM控制信號(hào)經(jīng)已隔離驅(qū)動(dòng)電路控制IGBT的通斷，再經(jīng)過(guò)高頻變壓器和軟開(kāi)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(dòng)送料機(jī),、半自動(dòng)螺柱焊槍?zhuān)ㄊ謩?dòng)螺柱焊槍?zhuān)��?duì)螺柱進(jìn)行焊接。焊接電流最高達(dá)2500A,，輸出功率最高達(dá)150KW,。
　　其中高頻變壓器是利用鐵氧體材料，經(jīng)過(guò)特殊工藝制作而成,。DSP逆變控制器,，是通過(guò)DSP產(chǎn)生的PMW信號(hào)經(jīng)M57962Ｌ放大后，驅(qū)動(dòng)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(hào)反饋電路有四個(gè)環(huán)路，兩個(gè)電流內(nèi)環(huán)：一個(gè)電流外環(huán)和一個(gè)電壓外環(huán),。
4 s* ?. _+ O* {　　該機(jī)器設(shè)有溫度監(jiān)測(cè)和保護(hù)電路,，通過(guò)DSP可監(jiān)測(cè)前、后橋散熱板的溫度,，并對(duì)其進(jìn)行過(guò)熱保護(hù)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(guò)DSP進(jìn)行監(jiān)測(cè)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(wèn)題。短周期螺柱焊機(jī)工作時(shí)暫載率大于10%,，長(zhǎng)周期螺柱焊機(jī)工作時(shí)暫載率大于30%,。
　　高頻逆變螺柱焊機(jī)采用了零電壓和零電流高頻軟開(kāi)關(guān)電源技術(shù)和DSP脈寬調(diào)制技術(shù)，簡(jiǎn)化了硬件電路,。通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)反饋電流,、電壓的控制和整機(jī)的保護(hù)。其工作頻率高達(dá)20KHZ,，具有響應(yīng)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(dá)150KW，基本上滿足了我國(guó)各行業(yè)對(duì)螺柱焊機(jī)的需要,。
5 M% @8 ?6 X1 t7 v5 ~　　另外,，該機(jī)器還采用了彩色顯示屏,、中英文菜單,、觸摸屏操作。不但人機(jī)界面友好,，而且操作簡(jiǎn)單明了,，快捷方便。
, N( z; g0 `" b2 Y& r  m5 f, q高頻逆變螺柱焊機(jī)與傳統(tǒng)的工頻螺柱焊機(jī)相比,，具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
　�,。�1）.提高了變壓器的性能，長(zhǎng)周期螺柱焊機(jī)的變壓器也只有十幾公斤,，輸出功率最高達(dá)150KW,，焊接電流最高達(dá)2500A，整機(jī)體積大為減小,，重量大為減輕,，現(xiàn)場(chǎng)移動(dòng)非常方便，而且比工頻電弧螺柱焊機(jī)節(jié)能30%以上,。就長(zhǎng)周期高頻逆變螺柱焊機(jī)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(jī)由于引入了電磁兼容,、軟啟動(dòng)和電容濾波電路，減少對(duì)自身的干擾和電網(wǎng)的污染,。
　�,。�3）.高頻逆變螺柱焊機(jī)采用了數(shù)字化電路，簡(jiǎn)化了硬件控制電路,，減少了調(diào)試和維護(hù)程序降低的運(yùn)營(yíng)成本,。
- J* I5 f/ X- w! E2 u" d! A/ F　　（4）.高頻逆變螺柱焊機(jī)采用了DSP數(shù)字控制技術(shù),，相應(yīng)速度以微秒計(jì)算,，提高了螺柱焊機(jī)的動(dòng)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(shì),。
$ R2 F5 t0 b1 J; x　�,。�5）高頻逆變螺柱焊機(jī)具有完善的保護(hù)功能，減少了螺柱焊機(jī)的故障率,；具有完善的故障顯示功能,，使得故障檢查更為簡(jiǎn)單，故障維修更為方便,。
　　目前,，高頻逆變短周期螺柱焊機(jī)已經(jīng)在一汽大眾、北京奔馳等多個(gè)汽車(chē)生產(chǎn)廠家使用,，完全可以代替進(jìn)口螺柱焊機(jī),；高頻逆變長(zhǎng)周期螺柱焊機(jī)也在我國(guó)多個(gè)重點(diǎn)建設(shè)工程中得到廣泛運(yùn)用。

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