电阻焊设备及控制(6)-电阻焊机主电源（逆变焊机）

文/赵升吨

1.5 逆变焊机

逆变式电阻焊机是在20世纪80年代开始发展起来的一种新型产品。 在日本、美国、欧洲现已有较多的应用。 而在国内尚处于初级应用阶段。

1.5.1 工作原理

逆变式电阻焊机的基本原理是：从电网输入的三相交流电经桥式整流和滤波后得到较平稳的直流电，经逆变器逆变产生中频交流电（f=600～2000Hz），再向阻焊变压器馈电，阻焊变压器二次输出的低电压交流电经单相全波整流后产生脉动很小的直流电用于焊接。逆变式电阻焊机通常是用脉宽调制（PWM）方法调节焊接直流的，逆变式焊机的电气框图及原理图如下图所示。

1.5.2 特点

1）三相负载平衡，功率因数高，节能效果明显。

2）响应速度快，控制精度高。由于采用较高的逆变频率(600~2000Hz)，时间调节和反馈控制周期在1ms (1000Hz)以内，大大提高了焊接电流控制精度。

3）焊接变压器体积小，重量轻。由于采用中频的工作频率，在相同的功率输出时焊接变压器体积和重量明显减小，据报道，采用逆变式的一体式焊钳其重量可减轻50%。

4）工艺优势明显。焊接电流为脉动直流（且波纹度小），无交流过零不加热工件的缺点，热量集中能焊接各种材料。同时，电极寿命获得延长。

逆变式电阻焊机目前存在的主要问题是：

由于大功率开关元件和大功率整流管的制造技术及价格因素，此类焊机的输出功率受到一定的限制，销售价格也较高。

1.5.3 应用

逆变式电阻焊机的阻焊变压器重量显著减小，特别适用于内装变压器式点焊钳，此种点焊钳用于点焊机器人系统中有更大的优越性，美、日等国汽车行业逐步建立了以逆变点焊机器人。

1.6 几种电阻焊机主电源焊接性能比较

因为焊接电流是电阻焊中最主要的参数，焊接接头的形成很大程度上取决于焊接电流波形。

下图是几种常用的电阻焊机主电源的输出电流波形比较。

1—工频交流 2 —电容储能 3—三相低频 4—次级整流 5－逆变

对于某些导电、导热性极好的工件材料，需要快速加热，最大限度地减少散热，有效地加热焊点，电容储能焊电源的电流波形最适合于焊接此类材料，但由于加热快，存在焊接飞溅较严重的缺点；

工频交流焊接电源输出电流峰值有限，电流波动大，对工件加热较慢，仅适用于焊接厚度不大的钢板；

二次整流焊接电源输出电流波动小，焊接热效率较高，可以焊接有色金属、耐热合金等材料；

逆变焊机能精确地控制焊接电流及电流上升速度，更适合于焊接要求很高的精密点焊，或容易产生焊接飞溅的高强度钢板。

典型的电阻焊主电源焊接性能比较

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