電焊機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1、主 講 朱 亮納聯(lián)機(jī)電營(yíng)銷中心培訓(xùn)部納聯(lián)機(jī)電營(yíng)銷中心培訓(xùn)部電焊機(jī)的簡(jiǎn)介定 義電焊機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為焊接能量的焊機(jī)。電焊機(jī)將電能轉(zhuǎn)換為焊接能量的焊機(jī)。電焊機(jī)是利用正負(fù)兩極在瞬間短路時(shí)產(chǎn)生的高溫電弧來(lái)熔化電焊條上的焊料和電焊機(jī)是利用正負(fù)兩極在瞬間短路時(shí)產(chǎn)生的高溫電弧來(lái)熔化電焊條上的焊料和被焊材料，來(lái)達(dá)到使它們結(jié)合的目的。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，就是一個(gè)大功率的變壓器。被焊材料，來(lái)達(dá)到使它們結(jié)合的目的。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，就是一個(gè)大功率的變壓器。特 點(diǎn)電焊機(jī)優(yōu)點(diǎn)：電焊機(jī)使用電能源，將電能瞬間轉(zhuǎn)換為熱能。體積小巧，操作簡(jiǎn)電焊機(jī)使用電能源，將電能瞬間轉(zhuǎn)換為熱能。體積小巧，操作簡(jiǎn) 單，使用方便，速度較快，焊接后焊縫結(jié)實(shí)。單，使用方便

2、，速度較快，焊接后焊縫結(jié)實(shí)。電焊機(jī)缺點(diǎn)：電焊機(jī)在使用的過(guò)程中焊機(jī)的周圍會(huì)產(chǎn)生一定的磁場(chǎng)，電弧燃燒電焊機(jī)在使用的過(guò)程中焊機(jī)的周圍會(huì)產(chǎn)生一定的磁場(chǎng)，電弧燃燒 時(shí)會(huì)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(shí)會(huì)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(jī)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(jī)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(guò)大功率開(kāi)關(guān)電子元件通過(guò)大功率開(kāi)關(guān)電子元件( (晶閘管晶閘管SCRSCR、晶體管、晶體管GTRGTR、場(chǎng)效應(yīng)管、場(chǎng)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(shí)經(jīng)變壓器降至適合于焊接的中頻交流電，同時(shí)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(jī)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(zhǎng)年增長(zhǎng)10.210.2%。中國(guó)以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)穩(wěn)。中國(guó)以絕對(duì)

4、優(yōu)勢(shì)穩(wěn)居世界第一產(chǎn)鋼國(guó)地位，產(chǎn)量近居世界第一產(chǎn)鋼國(guó)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(guó)和俄羅斯也是重要的產(chǎn)鋼國(guó)，產(chǎn)量分別為國(guó)和俄羅斯也是重要的產(chǎn)鋼國(guó)，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(guó)產(chǎn)量總和為國(guó)產(chǎn)量總和為1.71.7億噸。中國(guó)仍以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)穩(wěn)居世界第一產(chǎn)鋼國(guó)地億噸。中國(guó)仍以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)穩(wěn)居世界第一產(chǎn)鋼國(guó)地位，成為世界上最大的鋼材生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。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(guó)和消費(fèi)國(guó)。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(shí)現(xiàn)焊接就離不開(kāi)焊機(jī)，焊接技術(shù)是制造業(yè)的重要加工藝之一就是焊接，實(shí)現(xiàn)焊接就離不開(kāi)焊機(jī)，焊接技術(shù)是制造業(yè)的重要組成部分。因此焊機(jī)有鋼鐵縫紉機(jī)產(chǎn)美稱。我國(guó)已成為世界范圍內(nèi)的焊接組成部分。因此焊機(jī)有鋼鐵縫紉機(jī)產(chǎn)美稱。我國(guó)已成為世界范圍內(nèi)的焊接產(chǎn)業(yè)大國(guó)，我國(guó)焊機(jī)年需求量達(dá)一百萬(wàn)臺(tái)之多，相關(guān)的科研技術(shù)人員、操產(chǎn)業(yè)大國(guó)，我國(guó)焊機(jī)年需求量達(dá)一百萬(wàn)臺(tái)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(jī)行業(yè)的概況我國(guó)電焊機(jī)行業(yè)經(jīng)過(guò)我國(guó)電焊機(jī)行業(yè)經(jīng)過(guò)

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(jī)、電阻焊機(jī)、半自動(dòng)弧焊機(jī)、特業(yè)，其生產(chǎn)的產(chǎn)品主要包括：手工電弧焊機(jī)、電阻焊機(jī)、半自動(dòng)弧焊機(jī)、特種焊機(jī)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(jī)、龍種焊機(jī)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(jī)、龍門式埋弧焊自動(dòng)焊機(jī)以及焊接專機(jī)和焊接機(jī)器人，可以基本滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的門式埋弧焊自動(dòng)焊機(jī)以及焊接專機(jī)和焊接機(jī)器人，可以基本滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需求。需求。 中商情報(bào)網(wǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)示中商情報(bào)網(wǎng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)示:2012:2012年年1-121-12月，全國(guó)電焊機(jī)

7、的產(chǎn)量達(dá)月，全國(guó)電焊機(jī)的產(chǎn)量達(dá)428.09428.09萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)6.09%6.09%。我國(guó)的焊接設(shè)備的制造總體技術(shù)上來(lái)看還比較低，表現(xiàn)為能耗高、效率低，我國(guó)的焊接設(shè)備的制造總體技術(shù)上來(lái)看還比較低，表現(xiàn)為能耗高、效率低，作為傳統(tǒng)焊機(jī)，無(wú)論是普通交流焊機(jī)，還是硅整流或可控硅的焊機(jī)，主要是作為傳統(tǒng)焊機(jī)，無(wú)論是普通交流焊機(jī)，還是硅整流或可控硅的焊機(jī)，主要是耗電量大，同時(shí)銅材和鋼材浪費(fèi)嚴(yán)重，而且體積大，重量重。目前在各大制耗電量大，同時(shí)銅材和鋼材浪費(fèi)嚴(yán)重，而且體積大，重量重。目前在各大制造領(lǐng)域，普通焊機(jī)應(yīng)用仍占很大的份額。造領(lǐng)域，普通焊機(jī)應(yīng)用仍占很大的份額。2007年至年至2010年年

8、國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)42家主要電焊機(jī)廠家各種焊機(jī)環(huán)型家主要電焊機(jī)廠家各種焊機(jī)環(huán)型圖圖電焊機(jī)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)外國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 目前我國(guó)針對(duì)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(kāi)關(guān)目前我國(guó)針對(duì)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(kāi)關(guān)逆變焊機(jī)的研究；而全橋軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的逆變焊機(jī)的研究，在國(guó)內(nèi)除一些高校進(jìn)行逆變焊機(jī)的研究；而全橋軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的逆變焊機(jī)的研究，在國(guó)內(nèi)除一些高校進(jìn)行研究之外，很少有企業(yè)進(jìn)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(kāi)關(guān)研究之外，很少有企業(yè)進(jìn)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(kāi)關(guān)技術(shù)相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)逆變電源方面研究，除本公司外，目前國(guó)內(nèi)未見(jiàn)

9、類似報(bào)道。技術(shù)相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)逆變電源方面研究，除本公司外，目前國(guó)內(nèi)未見(jiàn)類似報(bào)道。 而在日、美、歐等國(guó)和地區(qū)，而在日、美、歐等國(guó)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(shì)發(fā)展趨勢(shì) 未來(lái)我國(guó)焊接產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)可以概括為一句話，即未來(lái)我國(guó)焊接產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)可以概括為一句話，即“發(fā)展高效、自動(dòng)化、發(fā)展高效、自動(dòng)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(jì)算機(jī)控制技術(shù)和軟件編程控制系統(tǒng)，實(shí)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(shí)通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)IGBT的控制功

10、能以及過(guò)流的及時(shí)檢測(cè)和保護(hù)功能。 負(fù)載持續(xù)率問(wèn)題。 關(guān)關(guān) 鍵鍵技技 術(shù)術(shù)用ZVZCS全橋IGB逆變軟開(kāi)關(guān)控制主電路，主要是解決IGBT了零電流和零電壓的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題以及對(duì)PWM信號(hào)的死區(qū)時(shí)間控制問(wèn)題。電焊機(jī)的分類電焊機(jī)在機(jī)械制造等產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，根據(jù)其不同的特性通常可以分為電焊機(jī)在機(jī)械制造等產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用非常廣泛，根據(jù)其不同的特性通常可以分為1212種，每種，每種電焊機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域不盡相同，種電焊機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域不盡相同，簡(jiǎn)單介紹如下：簡(jiǎn)單介紹如下： (1)(1)交流手工弧焊機(jī)：主要焊接交流手工弧焊機(jī)：主要焊接2.5MM2.5MM以上鋼板以上鋼板; ; (2)(2)氬弧焊機(jī)：焊接氬弧焊機(jī)：焊接2MM2M

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

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

13、交流電的過(guò)程，采用逆變技術(shù)的弧焊電源稱為逆變焊機(jī)。逆變過(guò)程把直流電改變?yōu)榻涣麟姷倪^(guò)程，采用逆變技術(shù)的弧焊電源稱為逆變焊機(jī)。逆變過(guò)程需要大功率電子開(kāi)關(guān)器件，采用需要大功率電子開(kāi)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(kāi)關(guān)器件的的逆變焊作為開(kāi)關(guān)器件的的逆變焊機(jī)稱為機(jī)稱為IGBTIGBT逆變焊機(jī)。逆變焊機(jī)。 MMA/ZX7MMA/ZX7逆變直流手工焊機(jī)優(yōu) 點(diǎn)體積小、重量輕，節(jié)約制造材料，攜帶、移動(dòng)方便。體積小、重量輕，節(jié)約制造材料，攜帶、移動(dòng)方便。節(jié)能、高效節(jié)能、高效動(dòng)特性好、控制靈活動(dòng)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(diǎn)逆變焊割設(shè)備缺點(diǎn)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(guò)程中逆變焊割設(shè)備缺點(diǎn)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(guò)程中的調(diào)試、檢測(cè)、參數(shù)設(shè)定難度較大。的調(diào)試、檢測(cè)、參數(shù)設(shè)定難度較大。MMA/ZX7MMA/ZX7逆變直流手工焊機(jī)備注：年耗電量按每年工作 245天，每天工作 8小時(shí)（負(fù)載持續(xù)率60%，負(fù)載 4.8小時(shí)，空載 3.2小時(shí)）計(jì)算；電費(fèi)按0.79元/度計(jì)算。經(jīng)測(cè)算，以400A焊機(jī)為例，一臺(tái)逆變焊機(jī)每年可節(jié)電 16,825度，節(jié)約電費(fèi)13,292元。MMA/ZX7MMA/ZX7逆變直流手工焊機(jī)發(fā)展趨勢(shì)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(lái)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(lái)逆變焊割設(shè)備的總體發(fā)展趨勢(shì)是向著自動(dòng)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(shì)是向著自動(dòng)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(lái)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(lái)發(fā)展趨勢(shì)有：展趨勢(shì)有：產(chǎn)品設(shè)計(jì)往標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、平臺(tái)化方向發(fā)展，降低技術(shù)開(kāi)發(fā)成本，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)周產(chǎn)品設(shè)計(jì)往標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、平臺(tái)化方向發(fā)展，降低技術(shù)開(kāi)發(fā)成本，縮短產(chǎn)品開(kāi)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(guò)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(jìn)一通過(guò)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(jìn)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(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)只有掌握核心技術(shù)并實(shí)

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(shí)代唐山松下、瑞凌、奧太、佳士、北京時(shí)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(yù)，其發(fā)展速度大大高于行業(yè)平均水平，隨著市場(chǎng)拓展深入，品這些企業(yè)在業(yè)內(nèi)已確立了較高聲譽(yù)，其發(fā)展速度大大高于行業(yè)平均水平，隨著市場(chǎng)拓展深入，品牌影響力持續(xù)提高，市場(chǎng)份額將逐步向優(yōu)勢(shì)企業(yè)集中，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)將趨于充分。近幾年，牌影響力持續(xù)提高，市場(chǎng)份額將逐步向優(yōu)勢(shì)企業(yè)集中，行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(jìn)入我國(guó)。這些企業(yè)主要是來(lái)自日本、美國(guó)、歐洲、韓國(guó)等國(guó)家和中國(guó)臺(tái)灣設(shè)備的外資企業(yè)逐步進(jìn)入我國(guó)。這些企業(yè)主要是來(lái)自日本、美國(guó)、歐洲、韓國(guó)等國(guó)家和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的制造商，如地區(qū)的制造商，如日本松下、美國(guó)的林肯和米勒、瑞典的伊薩日本松下、美國(guó)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