电阻焊设备及控制(5)-电阻焊机主电源（电容储能焊机）

文/赵升吨

1.4 电容储能焊机

1.4.1 工作原理

电容储能焊的原理是利用从电网缓慢地储积于电容器中的能量，在很短的时间内，通过阻焊变压器向被焊工件放电进行焊接，其电气原理如下图所示。

左：电气原理图；右：等值放电电路图

电容储能焊机的放电回路可以等值为图b所示的电容器C对等值电阻R及等值电感L的放电电路，此电路方程为：

将代入得：

令

其特征方程为：

解得：

从方程的根可以看出，焊接回路电参数不同，决定了α1和α2是实数还是虚数，从而决定电容储能的焊接电流有以下两种类型：

（1）当 ，即 时， α1和α2为两个共轭复数根，此时焊接电流波形是衰减振荡型的（如图a中曲线1所示），此种电流波形的特点是通电时间较短，电流峰值较大；

（2）当 ，即 时， α1和α2是两个不等的实根，相应的焊接电流波形是非振荡性的（如图b中曲线2所示），此种电流波形的特点是通电时间较长，电流峰值较小。

（a）左：焊接电流波形；（b）右：电流波形调节
1—衰减振荡波形 2—非振荡波形

通过对电容储能焊机放电电路分析可知：当焊机焊接回路一定时，影响放电电流波形的主要参数是充电电压U0 、储能电容容量C及焊接变压器的电压比K，其影响如图b、c及d所示。

（c）左：衰减振荡波形；（d）右：非振荡波形

因此，可以利用这些变化规律来调节电容储能焊机的焊接参数。

①提高充电电压，从而提高焊接电流峰值，并使焊接总能量增加。

②减小变压比，能使焊接电流峰值提高，但通电时间相应缩短，焊接总能量基本不变。

③增加电容容量，焊接通电时间显著增加，焊接电流峰值有少量增加，焊接总能量增加。

1.4.2 特点

（1）要求电网容量小，焊接同样的材料和结构，所需的电网容量仅为交流点焊机的1/10左右，对电网的冲击也小，能有效地利用电力，达到省电的目的。

（2）电容储能焊是大电流，短时间焊接，加热集中，接头外型好、变形小。

（3）采用现代电子技术，半导体充放电回路，很容易做到电容器每次焊接供给电能的一致性，并不受网压波动的影响，因而焊接热量极为稳定，接头强度波动小，重复性极好。

缺点：电流波形难于调节；电容器体积大、价格贵，且有一定的使用寿命，焊机成本及维修费用相对较高。
1.4.3 应用

由于储能电阻焊质量稳定，可用于对焊接热能要求严格的场合，例如精密仪器仪表零件、电真空器件、金属细丝以及异种金属工件的焊接；利用其加热集中的特点，可用于导电、导热性好的铝、铜板焊接，以及大凸缘工件一次凸焊。

大容量储能电阻焊机，在某些场合可替代价格更昂贵的低频焊机。

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