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于工件的縫隙中。由于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,即在焊條引燃后電壓下降;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,但由于各處的電阻不一樣,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=I^2R*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。熔化后的合金焊條芯粘合在被焊物體上,冷卻后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,然后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,最后利用升壓變壓器進行升壓,在二次繞組上得到感應交流電。其功率的大小取決于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,并能進行恒流外特性控制。系統在空載時,由于采用電壓反饋控制,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。由于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。
01電焊機優點
電焊機使用電能源,將電能瞬間轉換為熱能,電很普遍,電焊機適合在干燥的環境下工作,不需要太多要求,因體積小巧,操作簡單,使用方便,速度較快,焊接后焊縫結實等優點廣泛用于各個領域,特別對要求強度很高的制件特實用,可以瞬間將同種金屬材料(也可將異種金屬連接,只是焊接方法不同)永久性的連接,焊縫經熱處理后,與母材同等強度,密封很好,這給儲存氣體和液體容器的制造解決了密封和強度的問題。
02電焊機缺點
電焊機在使用的過程中焊機的周圍會產生一定的磁場,電弧燃燒時會向周圍產生輻射,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,所以操作時必須要做足夠的防護措施。焊接不適合于高碳鋼的焊接,由于焊接焊縫金屬結晶和偏析及氧化等過程,對于高碳鋼來說焊接性能不良,焊后容易開裂,產生熱裂紋和冷裂紋。低碳鋼有良好的焊接性能,但過程中也要操作得當,除銹清潔方面較為煩瑣,有時焊縫會出現夾渣裂紋氣孔咬邊等缺陷,但操作得當會降低缺陷的產生。
01高效節能
電焊機的節能體現在空載時節能和負載時節能兩個方面。空載時電焊機可以將主電路、風機等全部進入停止狀態,空載功耗僅有幾瓦;電焊機負載時的效率比晶閘管整流焊機要高。據有關參數統計,2008年國焊接行業直流焊機的需求量為89萬臺,若全部采用電焊機,可直接節約銅4.3萬噸,鋼6.4萬噸,節約用電6.8億KW.H,間接節約煤56.65萬噸,水1034萬噸,減少CO2排放量114.45萬噸。由此可見,大力推廣電焊機具有巨大的經濟效益和社會效益。
02焊接性能穩定
由于電焊機的工作頻率為20KHZ以上,具有較快的響應速度,可以對熔滴過渡細分為多個階段進行控制。對CO2氣體保護焊來說,可以大幅降低飛濺,對脈沖熔化極MIG/MAG焊可以進行有效地控制射流過渡的穩定性,還可以將熔滴過渡和送絲機構的運動結合起來,進一步控制熔滴過渡過程,得到良好的焊縫成形,焊接性能穩定。這些都是傳統整流焊機無法做到的。
03實現集中控制
電焊機大量采用單片機、DSP、FPGA等數字控制器,通過以太網、現場總線來實現多臺焊機或者上位機與焊機之間的網絡通信。不僅解決了多臺焊機協同作業的問題,方便焊接過程中的集中控制,而且實現了遠程焊機參數的設置或監控,使電焊機遠程故障診斷及維護成為可能。