電焊機基礎(chǔ)知識

1、主 講 朱 亮納聯(lián)機電營銷中心培訓(xùn)部納聯(lián)機電營銷中心培訓(xùn)部電焊機的簡介定 義電焊機將電能轉(zhuǎn)換為焊接能量的焊機。電焊機將電能轉(zhuǎn)換為焊接能量的焊機。電焊機是利用正負兩極在瞬間短路時產(chǎn)生的高溫電弧來熔化電焊條上的焊料和電焊機是利用正負兩極在瞬間短路時產(chǎn)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(jié)合的目的。結(jié)構(gòu)簡單，就是一個大功率的變壓器。被焊材料，來達到使它們結(jié)合的目的。結(jié)構(gòu)簡單，就是一個大功率的變壓器。特 點電焊機優(yōu)點：電焊機使用電能源，將電能瞬間轉(zhuǎn)換為熱能。體積小巧，操作簡電焊機使用電能源，將電能瞬間轉(zhuǎn)換為熱能。體積小巧，操作簡 單，使用方便，速度較快，焊接后焊縫結(jié)實。單，使用方便

2、，速度較快，焊接后焊縫結(jié)實。電焊機缺點：電焊機在使用的過程中焊機的周圍會產(chǎn)生一定的磁場，電弧燃燒電焊機在使用的過程中焊機的周圍會產(chǎn)生一定的磁場，電弧燃燒 時會向周圍產(chǎn)生輻射，弧光中有紅外線，紫外線等光種，還有金時會向周圍產(chǎn)生輻射，弧光中有紅外線，紫外線等光種，還有金 屬蒸汽和煙塵等有害物質(zhì)。屬蒸汽和煙塵等有害物質(zhì)。工作原理逆變電焊機主要是逆變器產(chǎn)生的逆變式弧焊電源，又稱弧焊逆變器，是一種新逆變電焊機主要是逆變器產(chǎn)生的逆變式弧焊電源，又稱弧焊逆變器，是一種新型的焊接電源。是將工頻型的焊接電源。是將工頻(50Hz)(50Hz)交流電，先經(jīng)整流器整流和濾波變成直流，再交流電，先經(jīng)整流器整流和濾波變成

3、直流，再通過大功率開關(guān)電子元件通過大功率開關(guān)電子元件( (晶閘管晶閘管SCRSCR、晶體管、晶體管GTRGTR、場效應(yīng)管、場效應(yīng)管MOSFETMOSFET或或IGBT)IGBT)，逆變成幾，逆變成幾kHzkHz幾十幾十kHzkHz的中頻交流電，同時經(jīng)變壓器降至適合于焊接的中頻交流電，同時經(jīng)變壓器降至適合于焊接的幾十的幾十V V電壓，再次整流并經(jīng)電抗濾波輸出相當(dāng)平穩(wěn)的直流焊接電流。電壓，再次整流并經(jīng)電抗濾波輸出相當(dāng)平穩(wěn)的直流焊接電流。電焊機的前景2012012 2年全球共產(chǎn)鋼年全球共產(chǎn)鋼1 15.75.7億噸，較億噸，較20102010年增長年增長10.210.2%。中國以絕對優(yōu)勢穩(wěn)。中國以絕對

4、優(yōu)勢穩(wěn)居世界第一產(chǎn)鋼國地位，產(chǎn)量近居世界第一產(chǎn)鋼國地位，產(chǎn)量近7.27.2億噸，占全球產(chǎn)量的億噸，占全球產(chǎn)量的46.346.3%。日本、美。日本、美國和俄羅斯也是重要的產(chǎn)鋼國，產(chǎn)量分別為國和俄羅斯也是重要的產(chǎn)鋼國，產(chǎn)量分別為1.1.2 2億噸、億噸、0.0.9 9億噸和億噸和0.70.7億噸。億噸。歐盟歐盟2727國產(chǎn)量總和為國產(chǎn)量總和為1.71.7億噸。中國仍以絕對優(yōu)勢穩(wěn)居世界第一產(chǎn)鋼國地億噸。中國仍以絕對優(yōu)勢穩(wěn)居世界第一產(chǎn)鋼國地位，成為世界上最大的鋼材生產(chǎn)國和消費國。這些龐大鋼材要制造成各種位，成為世界上最大的鋼材生產(chǎn)國和消費國。這些龐大鋼材要制造成各種不同金屬構(gòu)件，才能為工業(yè)或民用部門所

5、使用。將鋼材制造鋼構(gòu)件，重要不同金屬構(gòu)件，才能為工業(yè)或民用部門所使用。將鋼材制造鋼構(gòu)件，重要加工藝之一就是焊接，實現(xiàn)焊接就離不開焊機，焊接技術(shù)是制造業(yè)的重要加工藝之一就是焊接，實現(xiàn)焊接就離不開焊機，焊接技術(shù)是制造業(yè)的重要組成部分。因此焊機有鋼鐵縫紉機產(chǎn)美稱。我國已成為世界范圍內(nèi)的焊接組成部分。因此焊機有鋼鐵縫紉機產(chǎn)美稱。我國已成為世界范圍內(nèi)的焊接產(chǎn)業(yè)大國，我國焊機年需求量達一百萬臺之多，相關(guān)的科研技術(shù)人員、操產(chǎn)業(yè)大國，我國焊機年需求量達一百萬臺之多，相關(guān)的科研技術(shù)人員、操作人員的需求也呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的現(xiàn)象作人員的需求也呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的現(xiàn)象 。電焊機行業(yè)的概況我國電焊機行業(yè)經(jīng)過我國電焊機行業(yè)經(jīng)過

6、4040多年的發(fā)展壯大，目前已形成一批有一定規(guī)模的企多年的發(fā)展壯大，目前已形成一批有一定規(guī)模的企業(yè)，其生產(chǎn)的產(chǎn)品主要包括：手工電弧焊機、電阻焊機、半自動弧焊機、特業(yè)，其生產(chǎn)的產(chǎn)品主要包括：手工電弧焊機、電阻焊機、半自動弧焊機、特種焊機以及各類專用成套焊接設(shè)備和焊裝生產(chǎn)線，如龍門式數(shù)控切割機、龍種焊機以及各類專用成套焊接設(shè)備和焊裝生產(chǎn)線，如龍門式數(shù)控切割機、龍門式埋弧焊自動焊機以及焊接專機和焊接機器人，可以基本滿足國民經(jīng)濟的門式埋弧焊自動焊機以及焊接專機和焊接機器人，可以基本滿足國民經(jīng)濟的需求。需求。 中商情報網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)示中商情報網(wǎng)監(jiān)測數(shù)據(jù)示:2012:2012年年1-121-12月，全國電焊機

7、的產(chǎn)量達月，全國電焊機的產(chǎn)量達428.09428.09萬臺，同比增長萬臺，同比增長6.09%6.09%。我國的焊接設(shè)備的制造總體技術(shù)上來看還比較低，表現(xiàn)為能耗高、效率低，我國的焊接設(shè)備的制造總體技術(shù)上來看還比較低，表現(xiàn)為能耗高、效率低，作為傳統(tǒng)焊機，無論是普通交流焊機，還是硅整流或可控硅的焊機，主要是作為傳統(tǒng)焊機，無論是普通交流焊機，還是硅整流或可控硅的焊機，主要是耗電量大，同時銅材和鋼材浪費嚴重，而且體積大，重量重。目前在各大制耗電量大，同時銅材和鋼材浪費嚴重，而且體積大，重量重。目前在各大制造領(lǐng)域，普通焊機應(yīng)用仍占很大的份額。造領(lǐng)域，普通焊機應(yīng)用仍占很大的份額。2007年至年至2010年年

8、國內(nèi)國內(nèi)42家主要電焊機廠家各種焊機環(huán)型家主要電焊機廠家各種焊機環(huán)型圖圖電焊機行業(yè)的發(fā)展趨勢國內(nèi)外國內(nèi)外研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 目前我國針對逆變焊割設(shè)備的研究，特別是應(yīng)用上的研究主要還是在硬開關(guān)目前我國針對逆變焊割設(shè)備的研究，特別是應(yīng)用上的研究主要還是在硬開關(guān)逆變焊機的研究；而全橋軟開關(guān)技術(shù)的逆變焊機的研究，在國內(nèi)除一些高校進行逆變焊機的研究；而全橋軟開關(guān)技術(shù)的逆變焊機的研究，在國內(nèi)除一些高校進行研究之外，很少有企業(yè)進行研究的。至于采用嵌入式系統(tǒng)數(shù)字化處理與逆變軟開關(guān)研究之外，很少有企業(yè)進行研究的。至于采用嵌入式系統(tǒng)數(shù)字化處理與逆變軟開關(guān)技術(shù)相結(jié)合的方式設(shè)計逆變電源方面研究，除本公司外，目前國內(nèi)未見

9、類似報道。技術(shù)相結(jié)合的方式設(shè)計逆變電源方面研究，除本公司外，目前國內(nèi)未見類似報道。 而在日、美、歐等國和地區(qū)，而在日、美、歐等國和地區(qū)，20kHz左右的弧焊逆變器技術(shù)已經(jīng)成熟，產(chǎn)品的左右的弧焊逆變器技術(shù)已經(jīng)成熟，產(chǎn)品的質(zhì)量較高且產(chǎn)品已系列化。質(zhì)量較高且產(chǎn)品已系列化。發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢 未來我國焊接產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢可以概括為一句話，即未來我國焊接產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢可以概括為一句話，即“發(fā)展高效、自動化、發(fā)展高效、自動化、智能型、智能型、節(jié)能、環(huán)保型節(jié)能、環(huán)保型的焊接的焊接”。采用計算機控制技術(shù)和軟件編程控制系統(tǒng)，實現(xiàn)電流、電壓采集、顯示及控制和各種應(yīng)用功能的數(shù)字化處理，同時通過算法實現(xiàn)對IGBT的控制功

10、能以及過流的及時檢測和保護功能。 負載持續(xù)率問題。 關(guān)關(guān) 鍵鍵技技 術(shù)術(shù)用ZVZCS全橋IGB逆變軟開關(guān)控制主電路，主要是解決IGBT了零電流和零電壓的實現(xiàn)問題以及對PWM信號的死區(qū)時間控制問題。電焊機的分類電焊機在機械制造等產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，根據(jù)其不同的特性通?？梢苑譃殡姾笝C在機械制造等產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，根據(jù)其不同的特性通?？梢苑譃?212種，每種，每種電焊機的應(yīng)用領(lǐng)域不盡相同，種電焊機的應(yīng)用領(lǐng)域不盡相同，簡單介紹如下：簡單介紹如下： (1)(1)交流手工弧焊機：主要焊接交流手工弧焊機：主要焊接2.5MM2.5MM以上鋼板以上鋼板; ; (2)(2)氬弧焊機：焊接氬弧焊機：焊接2MM2M

11、M以下的合金鋼以下的合金鋼; ; (3)(3)直流焊機：焊接生鐵和有色金屬直流焊機：焊接生鐵和有色金屬; ; (4)(4)二氧化碳保護焊機：焊二氧化碳保護焊機：焊2.5MM2.5MM以下的薄材料以下的薄材料; ; (5)(5)埋弧焊機：焊接埋弧焊機：焊接H H鋼、橋架等大型鋼材鋼、橋架等大型鋼材; ; (6)(6)對焊機：以焊索鏈等環(huán)型材料為主對焊機：以焊索鏈等環(huán)型材料為主; ;(7)(7)點焊機：以點擊方式將二塊鋼板焊接點焊機：以點擊方式將二塊鋼板焊接; ; (8)(8)高頻直逢焊機：以焊接管子直逢如水管等為主高頻直逢焊機：以焊接管子直逢如水管等為主; ;(9)(9)滾焊機：以滾動形式焊接罐

12、底等滾焊機：以滾動形式焊接罐底等; ;(10)(10)鋁焊機：專門焊接鋁材鋁焊機：專門焊接鋁材; ; (11)(11)閃光壓焊機：以焊銅鋁接頭等材料閃光壓焊機：以焊銅鋁接頭等材料; ; (12)(12)激光焊機：可以焊接三極管內(nèi)部接線。激光焊機：可以焊接三極管內(nèi)部接線。MMA/ZX7MMA/ZX7逆變直流手工焊機MMA/ZX7MMA/ZX7逆變直流手工焊機逆變焊機工作原理工作過程為：工頻交流直流高頻交流變壓直流工頻交流直流高頻交流變壓直流逆變與整流是兩個相反的概念，整流是把交流電變換為直流電的過程，而逆變則是逆變與整流是兩個相反的概念，整流是把交流電變換為直流電的過程，而逆變則是把直流電改變?yōu)?/p>

13、交流電的過程，采用逆變技術(shù)的弧焊電源稱為逆變焊機。逆變過程把直流電改變?yōu)榻涣麟姷倪^程，采用逆變技術(shù)的弧焊電源稱為逆變焊機。逆變過程需要大功率電子開關(guān)器件，采用需要大功率電子開關(guān)器件，采用絕緣柵雙極晶體管絕緣柵雙極晶體管IGBTIGBT作為開關(guān)器件的的逆變焊作為開關(guān)器件的的逆變焊機稱為機稱為IGBTIGBT逆變焊機。逆變焊機。 MMA/ZX7MMA/ZX7逆變直流手工焊機優(yōu) 點體積小、重量輕，節(jié)約制造材料，攜帶、移動方便。體積小、重量輕，節(jié)約制造材料，攜帶、移動方便。節(jié)能、高效節(jié)能、高效動特性好、控制靈活動特性好、控制靈活輸出電壓、電流的穩(wěn)定性好輸出電壓、電流的穩(wěn)定性好缺 點逆變焊割設(shè)備缺點主要

14、為涉及的電子元器件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品生產(chǎn)過程中逆變焊割設(shè)備缺點主要為涉及的電子元器件較多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的調(diào)試、檢測、參數(shù)設(shè)定難度較大。的調(diào)試、檢測、參數(shù)設(shè)定難度較大。MMA/ZX7MMA/ZX7逆變直流手工焊機備注：年耗電量按每年工作 245天，每天工作 8小時（負載持續(xù)率60%，負載 4.8小時，空載 3.2小時）計算；電費按0.79元/度計算。經(jīng)測算，以400A焊機為例，一臺逆變焊機每年可節(jié)電 16,825度，節(jié)約電費13,292元。MMA/ZX7MMA/ZX7逆變直流手工焊機發(fā)展趨勢當(dāng)前當(dāng)前1515100kHz 100kHz 的逆變焊割技術(shù)已經(jīng)成熟，產(chǎn)品的質(zhì)量較高，已形成系

15、列化產(chǎn)品。未來逆變的逆變焊割技術(shù)已經(jīng)成熟，產(chǎn)品的質(zhì)量較高，已形成系列化產(chǎn)品。未來逆變焊割設(shè)備的總體發(fā)展趨勢是向著自動化、高效率、智能化、模塊化、輕量化發(fā)展，并以提高性焊割設(shè)備的總體發(fā)展趨勢是向著自動化、高效率、智能化、模塊化、輕量化發(fā)展，并以提高性能、可靠性及拓寬用途為核心，廣泛應(yīng)用于各種焊接、切割等工藝中。逆變焊割技術(shù)的未來發(fā)能、可靠性及拓寬用途為核心，廣泛應(yīng)用于各種焊接、切割等工藝中。逆變焊割技術(shù)的未來發(fā)展趨勢有：展趨勢有：產(chǎn)品設(shè)計往標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、平臺化方向發(fā)展，降低技術(shù)開發(fā)成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)周產(chǎn)品設(shè)計往標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、平臺化方向發(fā)展，降低技術(shù)開發(fā)成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)周期。期。

16、研制專用、成套逆變焊割設(shè)備，為汽車總裝、集裝箱焊接、船舶制造等特定行業(yè)用戶提供專研制專用、成套逆變焊割設(shè)備，為汽車總裝、集裝箱焊接、船舶制造等特定行業(yè)用戶提供專業(yè)、高效的焊割解決方案。業(yè)、高效的焊割解決方案。 通過提高頻率、采用高性能磁體、降低主要器件的功耗、優(yōu)化結(jié)構(gòu)等，使逆變焊割設(shè)備進一通過提高頻率、采用高性能磁體、降低主要器件的功耗、優(yōu)化結(jié)構(gòu)等，使逆變焊割設(shè)備進一步小型化、集約化。步小型化、集約化。 研制和生產(chǎn)數(shù)字控制的逆變焊割設(shè)備，提高設(shè)備的焊接精度、可靠性和一致性。研制和生產(chǎn)數(shù)字控制的逆變焊割設(shè)備，提高設(shè)備的焊接精度、可靠性和一致性。掌握核心技術(shù)并實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)只有掌握核心技術(shù)并實

17、現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)只有唐山松下、瑞凌、奧太、佳士、北京時代唐山松下、瑞凌、奧太、佳士、北京時代等少數(shù)幾家，等少數(shù)幾家，這些企業(yè)在業(yè)內(nèi)已確立了較高聲譽，其發(fā)展速度大大高于行業(yè)平均水平，隨著市場拓展深入，品這些企業(yè)在業(yè)內(nèi)已確立了較高聲譽，其發(fā)展速度大大高于行業(yè)平均水平，隨著市場拓展深入，品牌影響力持續(xù)提高，市場份額將逐步向優(yōu)勢企業(yè)集中，行業(yè)競爭將趨于充分。近幾年，牌影響力持續(xù)提高，市場份額將逐步向優(yōu)勢企業(yè)集中，行業(yè)競爭將趨于充分。近幾年， 生產(chǎn)焊割生產(chǎn)焊割設(shè)備的外資企業(yè)逐步進入我國。這些企業(yè)主要是來自日本、美國、歐洲、韓國等國家和中國臺灣設(shè)備的外資企業(yè)逐步進入我國。這些企業(yè)主要是來自日本、美國、歐洲、韓國等國家和中國臺灣地區(qū)的制造商，如地區(qū)的制造商，如日本松下、美國的林肯和米勒、瑞典的伊薩日本松下、美國的林肯和米勒、瑞典的伊薩。外資企業(yè)產(chǎn)品主要應(yīng)用于