電焊機原理與使用技巧

　　電焊機是利用正負兩極在瞬間短路時產生的高溫電弧來熔化電焊條上的焊料和被焊材料，來達到使它們結合的目的。結構十分簡單，就是一個大功率的變壓器，電焊機一般按輸出電源種類可分為兩種，一種是交流電源的;一種是直流電的。系利用電感的原理做成的，電感量在接通和斷開時會產生巨大的電壓變化，利用正負兩極在瞬間短路時產生的高壓電弧來熔化電焊條上的焊料，來達到使它們結合的目的。

　　電焊機是利用正負兩極在瞬間短路時產生的高溫電弧來熔化電焊條上的焊料和被焊材料，來達到使它們結合的目的。電焊機的結構十分簡單，說白了就是一個大功率的變壓器，將220V交流電變為低電壓，大電流的電源，可以是直流的也可以是交流氬焊機的。 電焊變壓器有自身的特點,就是具有電壓急劇下降的特性。在焊條引燃後電壓下降，在電焊機的工作電壓的調節，除了一次的220/380電壓變換，二次線圈也有抽頭變換電壓，同時還有用鐵芯來調節的，可調鐵芯電焊機一般是一個大功率的變壓器，系利用電感的原理做成的，電感量在接通和斷開時會產生巨大的電壓變化，利用正負兩極在瞬間短路時產生的高壓電弧來熔化電焊條上的焊料.來達到使它們結合的目的。在焊條和工件之間施加電壓，通過氬焊機劃檫或接觸引燃電弧，用電弧的能量熔化焊條和加熱母材。

電焊機工作原理

　　電焊機的主要部件是一個降壓變壓器，次級線圈的兩端是被焊接工件和焊條，工作時引燃電弧，在電弧的高溫中將焊條熔接於工件的縫隙中。由於電焊變壓器的鐵芯有自身的特點，因此具有電壓急劇下降的特性，即在焊條引燃後電壓下降;在焊條被粘連短路 時，電壓更是急劇下降。

　　在焊接操作時，雖然電路中的電流處處相等，但由於各處的電阻 不一樣，在不固定接觸處的電阻最 大(這個電阻叫接觸電阻)，根據電 流的熱效應定律(也叫焦爾定律)，即 Q=IR.t可知：在電流相等時，則電 阻越大的部位發熱越高，因此在焊氬焊機接時，焊條的觸頭也就是被接的金 屬體的接觸處的接觸電阻最大，則 在這個部位產生的電熱自然也就最 多，加之焊條是熔點較低的合金，自然容易熔化。熔化後的合金焊條芯 粘合在被焊物體上，冷卻後便把焊 接對象粘合在一塊。

　　一般直流逆變電焊機面板上均 設有輸出直流電流調節旋鈕。逆變直 流電焊機先 是將單相交 流220V電壓 或三相交流 380v電壓進 行橋式整流、 濾波，然後供給功率開關器件進行 逆變處理。

　　少部分逆變電焊機先利用555 時基電路等脈沖產生電路產生矩形 脈沖波，再利用三極管進行電流放 大，接著用一對互補場效應管進行電壓放大，從而產生高頻信號，最後 利用升壓變壓器進行升壓，在二次 繞組上得到感應交流電。其功率的 大小取決於放大電路的放大能力。

　　現在的逆變電焊機多采用由 IGBT管組成單端正激式逆變電路， 其控制系統多采用脈寬調制芯片 SG3525，其逆變頻率為20kHz，並能 進行恒流外特性控制。系統在空載 時，由於采用電壓反饋控制，PWM 調制器間斷地輸出脈沖，因間歇振 蕩的頻率氬焊機低且脈沖寬度窄，這樣不 但空載損耗小，而且變壓器不易飽 和。由於該類焊機采用以脈寬調制 PWM為核心的控制技術，從而可獲 得較好的恒流特性和優異的焊接工 藝效果。

導致交流弧焊機過熱的原因及處理方法

　　1電源電壓過高。采用電壓表檢查電源電壓值並與焊機銘牌上的規定數值相對照。

　　2機過載。按規定的負載持續率焊接氬焊機電流伉使用電焊機。

　　3電焊機線圈短路。應對線圈進行檢修。

　　4電焊機鐵芯矽鋼片短路。應對矽鋼片進行清洗，再重刷絕緣漆。

　　5焊機變壓器鐵芯夾緊螺杆及夾件氬焊機的絕緣損壞。應更換絕緣。

微型交流電焊機制作方法及工作原理

　　業餘電子制作和維修過程中，難免遇到焊接電池極片或薄鋼板，而要確保順利完成這一任務就離不開電焊機。

　　電焊機通常可分為直流電焊機和交流電焊機氬焊機兩種，這裏介紹的是交流電焊機，它由降壓變壓器、電流調節器和散熱系統以及焊接導線、把手等附件組成。

　　焊接時不必使用電焊條，只需氬焊機把欲焊接的兩工件分別作為電路的兩個電極，利用接觸電阻處產生的高溫，將金屬瞬間熔化，從而將工件牢牢焊接在一起。由於購買成品電焊機價格不菲，倘若你覺得自己動手能力還不算太弱，也可以和筆者一樣充分發揮DIY精神，來制作一台實用的微型交流電焊機。

電焊機數字化的主控系統的顯著特點

　　數字化的主控系統一個顯著特點就是用軟件來代替原來需要用硬件電路來實現的功能,這增加了系統的柔性,也就意味著可以用同一個焊機平台通過更改或擴充軟件實現多種焊接方法的集成,還有一旦軟件編寫完成,隨著產品產量的提高,其成本會快速下降,另外,通過更新軟件就 可以實現焊機功能的改造和提升,這是以往焊機絕對不能實現的,是數字化焊機的最大優勢.此外,數字化氬焊機的控制系統一般具有SPI SCI CAN等接口,外界接口具有良好的擴充性能,對於構成大的系統具有較大的優勢。

　　數字化PI的優勢在於PI參數修改的方便性,這就使得電源在全規范區間內均能獲得良好的性能。

　　在數字化的主控系統中配合數字化的PWM,就避免了D/A轉換環節,也提高了精度,另外,采用CPLD不僅可以實現數字化的PWM,還可以實現一般的數字電路功能,這就大大減小了控制板的面積和外擴元器件的數量,同時也使得系統的可靠性得氬焊機以提高.采用CPLD的優勢還在於它可以通過下載軟件實現硬件電路功能的更新.從長遠來看能降低系統成本。

　　總體來講,目前對數字化焊機還沒有統一的定義,所以各個研究單位所研制的所謂的數字化焊機也就千差萬別,有單片機控制的,有DSP控制的,還有二者混合控制的,另外在軟件方面,有傳統的程序控制,也有部分跑嵌入式操作系統的.

　　由於單片機運算速度和處理能力的限制,基於單片機的控制系統一般不直接參數電源的內環控制,電源的恒流或恒壓或特殊外特性控制都氬焊機是采用模擬電路來實現的,單片機控制系統僅僅實現參數的調節、存儲、調用以及焊接過程的時序控制和參數給定,因此這些基於單片機控制的焊機一般不稱為數字化焊機.隨著DSP控制技術的發展和器件價格的不斷降低,DSP逐漸被引入到焊機控制過程中來,由於DSP運算速度快,集成有A/D轉換、PWM調制等外設,因此經過簡單的外設擴展它就可以直接參與焊接電源的環路控制,一般這些基於DSP控制的焊機才稱為數字化焊機。

逆變焊機的主電路數字化電路結構分析

　　對於逆變焊機主電路來講,實際上就是數字化的電路,所以說逆變焊機本身就已完成主電路的數字化.因此對於所謂的數字化焊機來講,一般也就是針對控制電路部分來講的。

　　首先先分析一下逆變焊機控制系統的的主要組成部分,焊機控制部分主要分為人機接口部分和電源控制部分.人機接口部分的數字化的優勢是沒有疑義的,實現起來也沒有很大的難度,只要是數字化焊機一般都要有數字化的人機接口界面,因此在此不作過多討論.電源控制部分是其核心和關鍵所在,根據功能不同又可分為數字控制系統及其外圍電路、采樣及調理電路、狀態氬焊機判斷電路、PI調節電路、PWM調制電路、保護電路、驅動電路等。基於單片機或DSP的數字控制系統及其外圍電路本身就是數字電路,它是數字化焊機控制系統的核心,數字化焊機的性能好壞在很大程度上取決於該部分(包括硬件和軟件兩部分)。

　　目前來講，采樣及調理電路部分仍只能采用模擬電路來實現,這部分還無法實現數字化。 狀態判斷電路對於某些焊機是非常重要的,由於它對實時性要求較高,用比較器實現比較理想,如對實時性要求不要,也可以把該信號通過A/D轉換引入到DSP中去用軟件來判斷。

　　傳統PI調節電路一般采用運算放大器和阻容網絡來構建,在數字化焊機中一般采用數字化PI,把該部分用軟件來代替硬件.這氬焊機是數字化焊機的特點之一。以往PWM調制電路一般采用TL494或SG3525等芯片構成,而在數字化焊機中一般采用數字化的PWM調制,這部分實現起來有兩種方案:一是采用CPLD建立數字化的PWM調制電路,二是直接采用DSP內部集成的PWM調制電路.這也是數字化焊機的主要特點之一。

　　保護部分主要分為電流、電壓和溫度三部分,這部分的實現主要根據具體實現方式來確定,一般采用模擬電路來實現,因為它對實時性要求較高,否則起不到保護作用。IGBT的驅動部分比較成熟,不論對於傳統焊機還是數字化焊機,這部分沒有很大的差別。

逆變焊機與焊接工藝之間的關系

　　逆變電源的高響應速度為焊接控制技術提供了一個理想的功率平台，數字化技術在焊接電源中的應用進一步提高了電源控制技術的水平和可操作性。逆變焊機的數字化控制無疑會有強勢的發展，因為它在控制方面極大地簡化了電路結構，提高了焊機控制系統的穩定性，方便了應用。

　　目前，國內的數字化焊機與國外數字化焊機的最大差距在於焊接工藝性能。可以說，數字化焊機的最大賣點不是數字化技術本身，而是氬焊機先進的焊接工藝技術。同時，數字化的最大優勢還在於與逆變焊機相結合後可以承載先進的焊接工藝技術。

　　逆變焊機對於電焊機行業的影氬焊機響無疑是一場電源技術的革命，但是對於整個焊接領域來說，與其說是電源技術的革命，不如說是焊接工藝技術的革命。可以說，逆變焊機促進了焊接工藝技術的深化。

　　特別是數字化技術搭載在逆變焊機的技術平台上進一步改變了電焊機行業的技術狀態。通過展會可以看到：從單純的電源技術向與先進焊接工藝技術結合已成為一種趨勢，研究焊接電弧行為將成為今後電焊機行業技術發展的一個重要方面。