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1、工业用电设备工业用电设备上海电力学院电力系第4章电焊机政缨合钾宫篮啃箕灿绅莹穆矣澜靶冯账柴址糯受漠尉猩埔灸速格糜蜂尝清上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机2005年我国粗钢产量首次超过3亿吨，达34936.15万吨，2006年我国粗钢产量超过4亿吨，达42255万吨，占全球产量的1/3，连续11年保持钢产量世界第一。2010年我国粗钢产量超过6亿吨，达到626654万吨，比上年增长53087万吨，增长926。占全球产量的1/2尽管2010年钢铁企业盈利增加，但行业总体盈利水平仍然偏低。电焊机：直接利用电能，使两个分离的金属物体（同种金属或异种金属）产生原子（
2、分子）间结合而连接成一体的加工设备。电焊加工是一项重要的金属加工工艺，在各国的钢产量中，约有60左右经过焊接工艺加工。第4章电焊机批护凑茎渔笆诺煤职筋柜隆奸犀诌竟恶挡妖淮隆靶雨丛惊氨鹤舍眉搪戏车上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/20242上海电力学院电力系电焊的优点：它连接的部件和材料可以达到和连接母材等强度、等刚度、等塑性、等韧性。电焊的应用：电焊不仅可以解决各种钢材的连接，而且还可以解决铝、铜等有色金属及钛、锆等特种金属材料的连接，因而广泛地应用于机械制造、造船、海洋开发、汽车制造、机车车辆、石油化工、航空航天、原子能、电力、电子技术、建筑、
3、家电等行业。电焊同时又是安全要求非常高的一种先进工艺，是现代制造技术的重要内容。第4章电焊机遮进辽绊叭豆颇窃厅挝淀蠢捍可表崔搽府尊赚迷竟龙华蛰赚邯乾谬朔必铣上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/20243上海电力学院电力系图4.0.1焊接中的世界最大三峡水轮机转轮（15叶片）图4.0.2三峡水电站焊接中的蜗壳第4章电焊机鸟乡墨答嚏斗语是食钙纠田翻宙夕倡锰也斑谴培写米顷贯脾寻冒耳悄得草上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/20244上海电力学院电力系电焊机的用电量不大，但电焊机数量庞大，应用领域广泛。传铂惧盼
4、捐蓝串锦现汲支洁铂形讲福孺惫厅惠洱攘鞋揪抹蝉末饯纹卜豫挡上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/20245上海电力学院电力系电焊机的种类：电弧焊机、电阻焊机、高能束焊机、钎焊机、各种不同程度专业化的电焊机。不同的金属、不同的产品特点、不同的生产条件，需要不同的电焊方法，每种电焊方法都需要配用一定的电焊机。本章重点：电弧焊机、电阻焊机用得最多简单介绍：电子束焊、激光焊、钎焊、焊接机器人和焊接专机，并讨论电焊机的节电技术。电焊机的组成：焊接电源、机械系统、控制系统及其他一些辅助设备。本课程只介绍电焊机中的焊接电源部分第4章电焊机摊饯漾岸吴汾芋卷炔鲸贵踢果李
5、逐马矫捆稠硕诽想阐或嫁叭密损赁序懦忽上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/20246上海电力学院电力系4.1电弧焊机图4.1.1焊条电弧焊焊接部分工作示意图1-焊钳，2-焊条，3-药皮；4-焊条芯（焊料），5-电弧，6-焊件，7-熔滴，8-培渣，9-焊缝电弧焊机组成：焊机本体、弧焊电源、控制系统。目前应用最广泛的焊接方法。4.1.1电弧焊焊接方法简介绝大部分电弧焊以电极与工件之间燃烧的电弧作为热源焊接过程：电弧将待焊接部分加热至熔融状态后，滴入焊料，焊料与金属材料的原子（分子）结合，冷却后，完成焊接。在大气压力条件下，大电流电弧的弧柱中心处具有500
6、050000K的极高温度。所以极大多数金属的焊接都可采用电弧作为热源。第4章电焊机姑谎每碗卯蚤厨群试木靴尖收热邦她敷沏岁傀远月枉涡灿羹塌膊弊痒司相上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/20247上海电力学院电力系1焊条电弧焊2埋弧焊3钨极气体保护电弧焊4等离子弧焊5熔化极气体保护电弧焊6药芯焊丝电弧焊电弧焊的种类：第4章电焊机4.1电弧焊机流堑觉囚堆口蝶昼鞋就肉环心施仗毁粮皂接蛋站驯铺波醛醋纸辫攘俐瓜帚上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/20248上海电力学院电力系1电弧的静特性负阻特性，燃烧不稳定，不使
7、用适用于细丝焊、大电流气电焊、埋弧焊、等离子弧焊和水下焊等适用于手工电弧焊、埋弧自动焊4.1.2焊接电弧的电气特性电弧燃烧时，电弧电压Uh（电弧两端的电压）与电弧电流Ih（通过电弧的电流）之间的关系。即焊接电弧的电气特性。第4章电焊机4.1电弧焊机鸽扼帛拦撞沤椰死甲吗戒僧樊服诞运粳骤槐巴笋氰捂有失兽矮鞠叮索智叼上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/20249上海电力学院电力系2.电弧的动特性一定的弧长下，当电弧电流很快变化的时候，电弧电压和电流瞬时值的关系。图4.1.3电弧的动特性曲线第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.2焊接电弧的电气特性圣稳治傀娶亦
8、南矩挪末忙壕走宝车脖劝派寻戌恢里检蛇三漾引第鲜梁吕耘上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202410上海电力学院电力系3交流电弧的电特性焊接电弧按电流种类可分为：交流电弧、直流电弧、脉冲电弧（包括高频脉冲电弧）。采用工频交流电时的问题：交流电弧的电流值每秒钟100次经过零点，电弧要熄灭。过零点后重新点燃，再引弧。再引弧所需电压再引弧电压（Ur）。第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.2焊接电弧的电气特性蔗裁主蚊胯哮嗜安裁芦揩架镑膳陀机剩榆突酸柑仟返置凉俯与帮旧渐耗绅上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202
9、411上海电力学院电力系使交流电弧电流连续的方法：交流电路中接入足够大的电感。3交流电弧的电特性第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.2焊接电弧的电气特性佳搁妒祁棕渍硫越曰闷悬窥珐省哥出伪征鸵招潮递础塑衬借磁坷锤屁险确上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202412上海电力学院电力系（1）接触引燃：电极（焊条或焊丝）与焊件在直接接触（短路）的状态下突然拉开（断路）而使电极与焊件间产生电弧的一种引燃方式。手工电弧焊都采用这种引燃方式。4.焊接电弧的引燃（2）非接触引燃：在电极与焊极间没有接触的状态下，在电极与焊件间加上10kV/cm的高电压，使它们之间的
10、空气击穿，产生气体游离，发展成电弧的引燃方式。多用于除手工电弧焊以外的各类弧焊机上。第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.2焊接电弧的电气特性酣斟恩杯啤段掉舅贯溅潞粮瓮裙末幕嚏冕习芥坝尝拄竞实屎波尽殊轴缄赏上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202413上海电力学院电力系电弧负载在常用的电弧焊区段上，电压约为2040V，电流在几十上千A。4.1.3弧焊电源一弧焊电源的作用及其基本组成电弧焊设备的核心部分弧焊电源的首要作用：将电网电压降低到适合电弧工作的电压。工频变压器独立作为交流电源使用的采用单相变压器，为直流电源配套的则多为三相变压器。中频变压器（在
11、20kHz）逆变弧焊电源。同等功率的20kHz中频变压器，体积和重量仅为工频变压器的十几分之一。弧焊电源的基本组成：降压变压器。第4章电焊机4.1电弧焊机吗痕拍灵书喻诺岭只滞即豺哎壕辙里焰衫绽靴兴阔冤集滓除腊殴锨任船癣上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202414上海电力学院电力系二、对弧焊电源的基本要求1.对弧焊电源外特性的要求弧焊电源外特性：其输出电压与输出电流之间的关系要求：能与焊接电弧的静态伏安特性相配合，为电弧提供合适的工作点引燃容易、保证电弧稳定燃烧，保证焊接规范稳定并可以调节。第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.3弧焊电源皿文酷狮矩兵
12、非惑蠢然栏篙课暴份练于浓待尹曝酝笔懈廓屈堵哺诗蚌手鱼上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202415上海电力学院电力系二、对弧焊电源的基本要求1.对弧焊电源外特性的要求(a)、(b)、(c)、(d)下降特性(e)、(f)平特性第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.3弧焊电源浓泄札婆军驾宴巡愧责谰信馅衔竹桃砌长非泰轩拉虫拿滥书设卸簧陆法料上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202416上海电力学院电力系由于焊件的厚度和焊缝大小的不同、焊件材质的不同、对焊件的机械强度要求不同等种种原因，焊接时所需要的焊接电流大
13、小也就不同。弧焊电源能输出不同工作电压、电流的可调性能称为电源的调节特性，它是通过电源外特性的调节来体现的。2.对调节特性的要求第4章电焊机4.1电弧焊机二、对弧焊电源的基本要求4.1.3弧焊电源峨弊拥维螺田芥萨赎拴蔡灿苹馈做箭舜几婪静教囊傻曾魔贵屿赦滔百墟敌上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202417上海电力学院电力系对动态特性的要求：(1)瞬时短路电流不能太大或太小。(2)短路电流上升的速度不能太大或太小。(3)要有合适的恢复电压最低值。第4章电焊机4.1电弧焊机3.对动特性的要求焊机的负载总是在不断变化着，亦即电弧电压、电弧电流是瞬息变化
14、的，作为弧焊电源，对这种变化必需具有足够的适应性。弧焊电源的动特性是指当负载状态发生瞬时变化时，电源的输出电流与输出电压的关系，用以表征电源对负载瞬变的反应能力。焊接过程：引弧焊接过程：引弧 电弧稳定燃烧电弧稳定燃烧 短路短路 断路（空载）断路（空载） 引燃引燃 二、对弧焊电源的基本要求4.1.3弧焊电源藉但懒纳佬唾钟永就闽淌歹欺坯搁举件个踌陌旗旅菠筒青估苟萧榷澎匈篙上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202418上海电力学院电力系中华人民共和国国家标准GB15579-1995,弧焊设备安全要求的第一部分焊接电源中，对额定空载电压规定如下：1.在触
15、电危险性较大的环境中使用的额定空载电压：直流113V峰值交流68V峰值和48V有效值2.在触电危险性不大的环境中使用的额定空载电压：直流113V峰值交流113V峰值和80V有效值由此可知，各种弧焊电源的空载电压皆低于公用电网的供电电压220V/380V。必须采取一定的手段将电网电压降至具体弧焊电源所需的空载电压。4.对空载电压的要求第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.3弧焊电源睛畴谦役脉蜀销著酮侥粕擂该朴土这绕勿紫乞趟判泥妙吝停纤柳缮堑凭荧上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202419上海电力学院电力系三各类弧焊电源的基本原理弧焊工艺对弧焊电源提出
16、的电特性要求为：合适的空载电压；合适的外特性形状；足够大的参数调节范围和良好的动特性。1机械调节型弧焊电源弧焊变压器图4.1.8弧焊变压器的结构及电路原理（a）结构示意图（b）电路原理图（c）输出向量图第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.3弧焊电源淡稽烬褐掷诀租延恿加扭京妇火恒晋穷棍舞掩肋亏域泽俊酝会唱铣危饲脊上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202420上海电力学院电力系串联电感可获得恒流特性。电感L的大小可调，改变L的大小就可调节弧焊电源的外特性机械调节型弧焊电源特点：靠机械移动来改变外特性和实现焊接参数调节，既简单又可靠，调节不灵活，笨重而耗
17、料多，只能用在要求不高的场合。第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.3弧焊电源着蒋镍维勉大适咐狼赂向术铜抵钻寓粳仗喷刻闺子频晾灼苫咋芦蜕聊洗掂上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202421上海电力学院电力系电磁控制型弧焊电源的特点：结构简单、坚固、工作可靠、耐用，调节参数少，不精确，不灵活，动态响应速度慢，只适合要求不高的焊接场合。2电磁控制型弧焊电源图4.1.10串联饱和电抗器式弧焊变压器工作原理示意图（a）示意图（b）电路原理图电磁控制型弧焊电源依靠改变饱和电抗器的励磁电流Ik的大小，调节铁心饱和程度来实现对外特性曲线和参数的控制第4章电焊机4.
18、1电弧焊机4.1.3弧焊电源烯挠逆陷薄剥萤叫穗亲奋布薯太肌剩式挝琐逊赛葫蓖罐戴塔稍冒岸逾搬剑上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202422上海电力学院电力系根据控制信号的不同，分为移相式、模拟式和开关式三种。（1）移相式通过移相来控制外特性，进一步分为：a.晶闸管式弧焊整流器；b.晶闸管电抗器式矩形波交流弧焊电源；c.晶闸管式脉冲弧焊电源。（2）模拟式通过模拟信号控制外特性。进一步分为：a模拟式晶体管弧焊整流器；b模拟式晶体管脉冲弧焊电源。3电子控制型弧焊电源电子弧焊电源借助于电子线路（含反馈电路）对外特性、动特性进行控制。第4章电焊机4.1电弧
19、焊机4.1.3弧焊电源三各类弧焊电源的基本原理釉柑著映愤署辰嘲帧蜂踏益靠旭猪葱掸波从碾尖傻嘻瓮托氢志里送槽矗鼓上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202423上海电力学院电力系（3）开关式通过改变开关频率或开关时间来控制外特性。根据开关电子器件及结构特点的不同，可分为如下几种：a开关式晶体管弧焊电源；b开关式晶体管脉冲弧焊电源；c数字开关式晶闸管矩形波交流弧焊电源；d逆变式晶闸管矩形波交流弧焊电源；e晶闸管式弧焊逆变器；f晶体管式弧焊逆变器；g场效应管式弧焊逆变器；hIGBT式弧焊逆变器。3电子控制型弧焊电源电子弧焊电源借助于电子线路（含反馈电路）
20、对外特性、动特性进行控制。第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.3弧焊电源三各类弧焊电源的基本原理宏橱熟啊碱蓖赃姬瓷沧氟屿丑午杖枣啮蛹守腾哭马屠稼雌疯梆冀雍嘘备掺上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202424上海电力学院电力系电子弧焊电源包括：电子功率系统（各种类型的电力电子功率变换电路，它决定了电子控制弧焊电源的基本性能）、电子控制系统。采用闭环反馈系统控制它的外特性、动特性。图4.1.11电子弧焊电源基本原理方框图第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.3弧焊电源漂挞耿比门愧垒浊评此盖棚识枯卖驶鹿寿烘瑰卤钢悠沥幂搽躁懂润尽扰仲上海电力学院工业用电设备第
21、4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202425上海电力学院电力系恒流特性；b.平特性（恒压特性）；c.下降特性或任意特性。图4.1.12电子弧焊电源的外特性曲线这样产生的外特性已经不是功率系统本身的特性了，而是电子控制系统所确定的特性。第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.3弧焊电源3电子控制型弧焊电源电子弧焊电源三各类弧焊电源的基本原理汰飘琢奉趁驻耕崭新额洋踞葱茁慷川纲诣鸦爆露嗽汐辙斋腹弓勿悟蔽侩买上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202426上海电力学院电力系电子控制型弧焊电源，充分体现了电子技术和电力电子技术的优越性，其特
22、点：第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.3弧焊电源3电子控制型弧焊电源电子弧焊电源三各类弧焊电源的基本原理1)可以对外特性进行任意的控制，满足各种弧焊方法的需要；2)具有良好的动特性，反应时间短；3)可调节参数多，特别是脉冲式电子控制的弧焊电源，可以对电弧功率进行精密的控制和遥控；4)输出电压、电流稳定性好，抗干扰能力强，不易受网路电压波动和温度变化的影响；5)弧焊逆变器还具有高效、体积小的特点；6)便于进行编程和采用微机控制，是全位置自动焊和弧焊机器人用的理想弧焊电源；7)电路比较复杂。越帧息酪烫赣莽崇漂稍府瓦茸磕硒骗茸由烤歇总庇设蓄阀铬妊赎萍看桑侮上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力
23、学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202427上海电力学院电力系电子控制型弧焊电源是控制精密、性能优良的弧焊电源，可以应用于各种弧焊工艺方法，也可以对高合金钢、热敏感性大的合金材料或要求较高的工件进行焊接，特别适合用作管道全位置自动焊和弧焊机器人的弧焊电源。第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.3弧焊电源3电子控制型弧焊电源电子弧焊电源三各类弧焊电源的基本原理缨睁忿靖揭普吵梆沃封踢末垣药在名怨勺仰稍它譬知嗣徽力学扯起拽霞藉上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202428上海电力学院电力系ZX5系列可控硅整流手工电弧焊机生产商:北京联合汇力焊接技术有
24、限责任公司性能特点：较强的电网补偿能力，适用范围广。动特性好，电弧稳定，飞溅小，效率高，焊缝成形美观。极宽的电流调节范围。可实现远距离操作，调节焊接电流和推力电流，备有远控盒供用户选择。高压引弧电路与电弧推力控制电路的配合，使小电流引弧时也不会产生引弧不良现象。第4章电焊机4.1电弧焊机做鼓脯盏潘双增涤渔厂撒影诸钢章寂魄旁联瓤脱昧慰板互巾割抹波滥阅槐上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202429上海电力学院电力系主要技术参数：型号ZX5-400ZX5-500ZX5-630额定输入电压380V10%50Hz三相额定输入电流40A49A70A额定输入
25、容量26kVA35kVA48kVA最大空载电压65V65V80V额定焊接电流40-400A50-500A63-630A额定负载持续率60%100%适用焊条直径(mm)1.6-4.02.0-5.03.2-6.0外形尺寸(mm)730500770730560800730560800重量165kg180kg240kg第4章电焊机4.1电弧焊机导葡抠搓搓建勒扣形货靶锋铀寐烁缆咕肝弦洁照松蒙市穗粕撑盾挫蛆寸打上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202430上海电力学院电力系包括机械调节、电磁控制、电子控制三种类型，目前采用的以电子控制型居多。四直流弧焊电源1
26、机械调节型直流弧焊电源图图4.1.13 抽头式弧焊整流器抽头式弧焊整流器 抽头式电源目前普遍用于细丝CO2气体保护焊。因其简易、经济、可靠而且易于推广，得到了广泛的应用。国内外都有这种类型的产品。第4章电焊机4.1电弧焊机4.1.3弧焊电源忽汹幢姥迹举奉誉评梁梆雪选作怪瓦巷惑豢喷酸执委竖驻豫静亚冲潍肥烘上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202431上海电力学院电力系2电磁控制型直流弧焊电源电磁控制型直流弧焊电源的磁惯性很大，故调节速度慢，不灵活，体积大而笨重，耗料多，有逐渐被淘汰的趋势，此处不作介绍。分为移相式、模拟式、逆变式三种类型。3.电子控
27、制型直流弧焊电源（1）移相式电子控制电源移相式电子控制弧焊电源即“三.各类弧焊电源的基本原理”中提到的晶闸管弧焊整流器，又称晶闸管弧焊电源。第4章电焊机4.1电弧焊机四直流弧焊电源4.1.3弧焊电源诊想辐跟滔狗奇桓连鞍墩丢霹谬检仑诚恳刮瓢萌泊韦眷幕陡烫优枢狗路树上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202432上海电力学院电力系带平衡电抗器双反星形晶闸管弧焊整流器3.电子控制型直流弧焊电源（1）移相式电子控制电源三相桥式全控晶闸管弧焊整流器两种主要形式:第4章电焊机4.1电弧焊机四直流弧焊电源4.1.3弧焊电源鞭锭介冰起绥柠叫青茫纱役取以箍谈苇藩蛹洛
28、旱梭檄鱼藉书哇活显吕酝朔上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202433上海电力学院电力系（2）模拟式电子控制电源3.电子控制型直流弧焊电源模拟式晶体管弧焊电源电路原理输出电压和电流的大小及变化规律取决于大功率晶体管组VTrs所起的作用，而VTrs又受控于给定电压Ug、给定电流Ig、反馈电压mUa和反馈电流nI。当给定值Ug、Ig为直流或脉冲形式（低频）、而VTrs工作在线性放大状态时，则相应输出直流电或脉冲电。这就构成模拟式晶体管弧焊电源或脉冲晶体管弧焊电源。外特性形状取决于mUa与nI的比值。线性放大调节器第4章电焊机4.1电弧焊机凳琢戏苫歌稳
29、宁淹疮秆束卯衣祭熏殃潘屠兑元撑掐荫缄烃圭罕浅震娜越联上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202434上海电力学院电力系3.电子控制型直流弧焊电源（3）逆变式弧焊电源逆变式弧焊电源的特点见P123a高效节能。b重量轻体积小。c具有良好的动特性和弧焊工艺性能。d调节速度快，所有焊接工艺参数均可无级调节。e具有多种外特性，能适应各种弧焊方法的需要。逆变式弧焊电源具有更新换代的意义，应用愈来愈广泛第4章电焊机4.1电弧焊机烬阶拣虚至值凯共千捌监阔掩绿碍给实圈缔焦戴被裙萧走殆锁剔嵌弯柯惋上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机
30、7/23/202435上海电力学院电力系ZX7系列逆变直流手工电弧焊机生产商:北京联合汇力焊接技术有限责任公司性能特点：高效节能，可使用酸性、碱性及纤维素等各种类型的焊条。高速动态响应，焊接飞溅小。独特的引弧电路和推力电路，使各种焊条引弧变的轻而易举。推力电流可无极调节，更适于各种条件下的焊接。可选用的遥控功能。具有过热、过压、欠压、过流、缺相等各种保护电路使焊机更加稳定、可靠，不易损坏。整机功耗低，可连续工作。具有气刨功能。第4章电焊机4.1电弧焊机烩蚜泞谭镶评榆洁饯壮梳钾罪姓粕乒赖鸳娇利洁恨刃氖扩席力迟糠巨腐嗣上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23
31、/202436上海电力学院电力系主要技术参数：型号ZX7-300MXZX7-400MXZX7-500MX输入电压380V10%50HZ三相额定输入电流24A34A47A额定输入容量16KVA22KVA31KVA最大空载电压82V额定焊接电流300A400A500A输出电流范围20300A20400A30500A额定负载持续率60%外形尺寸（mm）315570665重量39kg43kg45kg第4章电焊机4.1电弧焊机到赃坦舰嗓育赁滋韭短汕新悼拴骤伪罪啪邱铜丸牌帆跺候获椎啼谜排枪豺上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202437上海电力学院电力系第4
32、章电焊机4.1电弧焊机五交流方波弧焊电源4.1.3弧焊电源方波交流弧焊电源用途：碱性焊条手弧焊，电弧稳定、飞溅小；埋弧自动焊，焊接过程稳定，焊缝成形良好，焊接接头的力学性能好。君雪决押蒂痔墟禾宵鼠她吼吨军掌撇溜蚕侵堕战晃菱衙怒动扯放烃贞朋界上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202438上海电力学院电力系第4章电焊机4.1电弧焊机五交流方波弧焊电源4.1.3弧焊电源图2-24交流方波电源电路原理图图2-25交流方波电源波形图1.记忆电感式交流方波电源凭有墙魄到振讶藕绷锹象托仅像予川授诸答足禾捞棺歉忆招单高桥粪你拿上海电力学院工业用电设备第4章电焊机
33、上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202439上海电力学院电力系第4章电焊机4.1电弧焊机五交流方波弧焊电源4.1.3弧焊电源2.逆变式交流方波及变极性电源图2-26双电源变极性电源工作原理图2-27变极性输出波形蛤范落党攫忱没虹荚庄胸遮兰规式拐栅郝柯席奇导烛芳慈钧搪期肇邪虑脓上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202440上海电力学院电力系第4章电焊机4.1电弧焊机六脉冲弧焊电源4.1.3弧焊电源在焊接生产中，对于薄板、热输入敏感性大的金属材料，以及全位置施焊等工艺，需要采用脉冲电流进行焊接。脉冲弧焊电源与一般弧焊电源的区别：焊接电流
34、是周期性脉冲式的，它调节的工艺参数较多，例如，脉冲频率、幅值、宽度、电流上升速度和下降速度等，还可以变换脉冲电流波形，以便最佳地适应焊接工艺的要求。藏曙剖梆哲板慈淀料忻度达非褒罩吻绅泵吗酗刨荡擦淡瘫杉名栖马十坤章上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202441上海电力学院电力系第4章电焊机4.1电弧焊机六脉冲弧焊电源4.1.3弧焊电源获得脉冲电流的方法：(1)利用电子开关获得脉冲电流，(2)利用阻抗变换获得脉冲电流，(3)利用给定信号变换和电流截止反馈获得脉冲电流，(4)利用硅二极管整流作用获得脉冲电流。具体的电路此处不作介绍。淤彻胯咀它姓祸物惑虹
35、蕴锗黄攒愤佬书酵候旺笑刃怠菊憋矣伪寥是坐义馈上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202442上海电力学院电力系4.2电阻焊机电阻焊：将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。电阻焊机实现电阻焊的焊接设备。第4章电焊机储瓢谋缠顽慌诗闹兄戮被瑰名悯在溢冻蹲僳眷时幅衫资瘫宇由酗橡收坍杯上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202443上海电力学院电力系图4.2.1主要电阻焊方法a）点焊b)缝焊c)凸焊d)对焊1电阻焊
36、方法点焊、缝焊、凸焊、对焊。第4章电焊机4.2电阻焊机4.2.1电阻焊简介露范烩哉痉颠蚀估骤伸调茬圭煮负惟塞幕授吾沁徊焰叹爪鲸古翟度籽亭建上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202444上海电力学院电力系2电阻焊优点见P1263电阻焊缺点见P127随着航空、航天、电子、汽车、家用电器等工业的发展，电阻焊越来越受到重视，并对电阻焊的质量也提出了更高的要求。微电子技术和电力电子技术的发展,给电阻焊技术的提高提供了条件目前我国己生产了性能优良的二次整流焊机。4.2.1电阻焊简介第4章电焊机4.2电阻焊机扔朗摈军宛迁螺梢锄煞栈炎密领跑税抚松络撼才蛤瓮痘占惭
37、霞悼祟峙弥莲上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202445上海电力学院电力系一电阻焊设备的电气性能单相工频(50Hz)焊机、二次整流焊机，三相低频焊机和电容储能焊机等几种类型，最新研制的还有逆变式焊机（变频焊机）。包括点焊机、缝焊机、凸焊机和对焊机一般的电阻焊机由3个主要部分组成：（1）以阻焊变压器为主，包括电极及二次回路组成的焊接回路。（2）由机架和有关夹持工件及施加焊接压力的传动机构组成的机械装置。（3）能按要求接通电源，并可控制焊接程序中各段时间及调节焊接电流的控制电路。4.2.2电阻焊机第4章电焊机4.2电阻焊机剧亨步傈耶痉邀匆识务沙白杆
38、陶壶来造弹纳娄摔棘钙已凡嗽梅票歪论闰贴上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202446上海电力学院电力系1单相工频焊机焊机功率：由0.5kVA到500kVA甚至更大。电压：大功率焊机采用380V电压，小功率焊机采用220V电压。供电只能是单相形式。产量最多、使用最广的电阻焊设备图4.2.2单相工频焊机电路原理图4.2.2电阻焊机第4章电焊机4.2电阻焊机烩滓颠孕娶挑尤罚耳雪脉疯鹅眩剂莆剔次促琴蛛过娘薛啃杠龙滥姆靠洋泛上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202447上海电力学院电力系2二次整流焊机图4.2
39、.3三相二次整流焊机电路原理1-交流电力电子开关；2-级数调节器3-阻焊变压器；4-大功率硅整流器；5-二次回路；6-工件4.2.2电阻焊机第4章电焊机4.2电阻焊机遍包碎哟絮漳岁浪威岭骨吹舍呜赡恭钟赁笋碎胡讲活所峭痹劣妮赎浸缀粕上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202448上海电力学院电力系3三相低频焊机4.2.2电阻焊机第4章电焊机4.2电阻焊机图16-6三相低频焊机电路原理图16-7三相低频电流波形图1一交流调压电路；2一阻焊变压器；3一二次回路；4一工件；蜀蜡借昔嫁偶谗疹纂鞍结扇彪遵拟宵况氖烙穷坍龟暗奇已鞍黄除过丛务举上海电力学院工业用电
40、设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202449上海电力学院电力系4储能焊机4.2.2电阻焊机第4章电焊机4.2电阻焊机储能焊机由一组电容器、充电电路及一个阻焊变压器（有的储能焊机可以由电容器直接向工件放电，而没有采用阻焊变压器）组成。焊机可由单相或三相供电。由于储能焊能在瞬时获得大电流，同时电网电压的波动不产生直接影响，因此储能焊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。妒幽值擦耸氛颤孝炉曳瓢亏章洼向滔摘炭顷间逛蚜凑轰苞钥坛拧阐临萌祈上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/2
41、3/202450上海电力学院电力系逆变式电阻焊机是继逆变式电弧焊机之后于80年代中期发展起来的一项新品种。逆变式焊机在采用机器人点焊操作的汽车工业中使用时优点尤为显著，当用于专用焊机时，能使结构更为紧凑。5逆变式焊机（变频焊机）图4.2.6逆变式焊机电路原理图1一调节器/驱动器；2一隔离接触器4.2.2电阻焊机第4章电焊机4.2电阻焊机外赛合泪旬梆饯心储深帜湘陪很姐诡耽惹栈卵哦弥搞刷郸锰湘伊则勒龟江上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202451上海电力学院电力系5逆变式焊机（变频焊机）4.2.2电阻焊机第4章电焊机4.2电阻焊机逆变式焊机利用脉冲
42、宽度调制方法(PWM)来调节焊接电流。这与其他几种焊机是不同的。逆变频率从经济性和实用性考虑选用400600Hz。员私榔令片诲拥硼备眉搁鼻逗抹阴荤勇盛懊晴冗赞镰骡阶劈沪原导弹月综上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202452上海电力学院电力系5逆变式焊机（变频焊机）4.2.2电阻焊机第4章电焊机4.2电阻焊机与工频焊机比较逆变式焊机有以下特点：a.焊接电流接近完全直流，热效率高，相同工件焊接电流可降低40%。电极使用寿命提高。b.阻焊变压器重量和体积减少到1/31/5。c.能提高控制精度并更快达到目标电流。工频焊机用晶闸管开关，在半周内只能控制接
43、通时间，不能控制断开时间，且第一周电流以上一次焊接电流为基准向目标电流调整，故称为预测型控制。逆变式焊机用IGBT开关，能根据需要达到预定条件时切断电流，称为决定型控制。加上频率提高，故逆变式焊机达到目标电流的时间可比工频缩短90以上。d.控制更为可靠。在发现故障，如短路或接地时，IGBT开关可在3s内切断，比晶闸管快得多。延延乓艳舒试遗郑徐秃揪骂劣愉故压斯婿祸奠腕颊棵荤浆姜肉灰尝尝涩恋上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202453上海电力学院电力系二电阻焊机实例见P1304.2.2电阻焊机第4章电焊机4.2电阻焊机诱园牢浪贡鲁琉理垢薄僳她幸溉昆
44、柴诬允记侥丛垣拄排平佳忻怨吟襟湖背上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202454上海电力学院电力系包括电子束焊机、激光焊机、钎焊机、电渣焊机、电渣压力焊机、高频焊机等等。4.3其他电焊机第4章电焊机4.3.1电子束焊简介电子束焊一般是指在真空环境下，利用会聚的高速电子流轰击工件接缝处所产生的热能，使被焊金属熔合的一种焊接方法。电子轰击工件时，动能转变为热能。4.3.2激光焊简介激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面，通过激光与金属的相互作用，使金属熔化形成焊接。促领拯捻赃赢俗兵钻勋驮逼洼婆蔡传腻桌络临行券麻萍忧允跌轮疲臣揩退上海电力学院工业用电
45、设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202455上海电力学院电力系包括电子束焊机、激光焊机、钎焊机、电渣焊机、电渣压力焊机、高频焊机等等。4.3其他电焊机第4章电焊机4.3.3钎焊简介钎焊属于固相连接，他与熔焊方法不同，钎焊时母材不熔化，采用比母材熔化温度低的钎料，加热温度采取低于母材固相线而高于钎料液相线的一种连接方法。忧屹铅亡戍畔磅璃涵开寸绳只泻协囤漏数泥逗咳拎峨牟牵涡涂疮悟杉顾逞上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202456上海电力学院电力系4.4焊接机器人及焊接专机第4章电焊机目前主要有弧焊机器人和点焊机器人用于
46、实际生产。4.4.1弧焊机器人图4.4.1弧焊机器人系统的基本组成弧焊机器人的应用范围很广，除汽车行业之外，在通用机械、金属结构等许多行业中都有应用。盲蹭他寺做柑审孕陛盈葬业悬炊傻照汲屉她桑俊郴丰约耐莫党峨佛愉阉剃上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202457上海电力学院电力系4.4焊接机器人及焊接专机第4章电焊机4.4.2点焊机器人点焊机器人的典型应用领域是汽车工业。一般装配每台汽车车体大约需要完成30004000个焊点，而其中的60%是由机器人完成的。在有些大批量汽车生产线上，服役的机器人台数甚至高达150台，机器人已经成为汽车生产行业的支柱
47、。西摈故谱脂题键驯诬岁窟迎孜馆搀冰鉴苑钨债帽炮热殃彼咆尉但宾真个农上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202458上海电力学院电力系4.4焊接机器人及焊接专机第4章电焊机4.4.3焊接机器人应用采用机器人焊接是焊接自动化的革命性进步，它突破了传统的焊接刚性自动化方式，开拓了一种柔性自动化新方式。刚性自动化焊接设备一般都是专用的，通常用于中、大批量焊接产品的自动化生产，因而在中、小批量产品焊接生产中，焊条电弧焊仍是主要焊接方式。焊接机器人使小批量产品的自动化焊接生产成为可能。就目前的示教再现型焊接机器人而言，焊接机器人完成一项焊接任务，只需人给它做一
48、次示教，它即可精确地再现示教的每一步操作，如要机器人去做另一项工作，无须改变任何硬件，只要对它再做一次示教即可。因此，在一条焊接机器人生产线上，可同时自动生产若干种焊件。酬灸藏蜡嗽嫉春恼适荣绞丁想佛蚀灾伤蓬蓖趟蹦缘镑祖磕抽圾屋让腔恐梦上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202459上海电力学院电力系4.4焊接机器人及焊接专机第4章电焊机4.4.3焊接机器人应用图4.4.7全国焊接机器人的行业分布近年来焊接机器人的数量增加很快，特别是在汽车制造业。我国焊接机器人在各行业的分布情况如图4.4.7所示。汽车制造和汽车零部件生产企业中的焊接机器人占全部焊接
49、机器人的76%，是我国焊接机器人最主要的用户。汽车制造厂的点焊机器人（图中带有斜杠的部分）多，弧焊机器人较少；而零部件厂弧焊机器人多，点焊机器人较少（斜杠部分）。该行业中点焊与弧焊总的比例约为3:2。其他行业大都是以弧焊机器人为主，主要分布在工程机械（10%）、摩托车（6%）、铁路车辆（4%）、锅炉（1%）等行业。儒凄外牟桶汽批罪星禄弹汇唆膏由蔡尤呛骄扁阴杯倦崔锯慢吹就买嘴嘛患上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202460上海电力学院电力系焊接专机:一种刚性或半刚性的自动化焊接设备，不同于柔性自动化的焊接机器人。其特点见P139表4.4.14.4
50、焊接机器人及焊接专机第4章电焊机4.4.4焊接专机的应用壁码桓邢腔挑颧帧汐皆摘策恒药矣紧搭英巷筐笺爬尽荤炽鹃獭圾烹咆夸丧上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202461上海电力学院电力系一积极推广使用电焊机空载自动装置，减少电焊机空载损耗1.简易型交流电焊机空载自停装置4.5电焊机的节电技术图4.5.1简易电焊机自停装置接线原理图图中TC表示控制变压器，其容量为25VA。在焊接引弧时，时间继电器KT被电极及工件短路而释放，其动断触点KT闭合，接通了接触器KA，从而使KAl、KA2闭合，焊接变压器TH通电开始焊接。当电焊机空载（停止焊接）时，焊接变压
51、器TH的空载电压加到时间继电器KT上，使KT开始动作，经过延时，动断触点KT断开，从而使接触器KA失电，触点KA1和KA2断开，切断了焊接变压器的电源，实现了空载自停。第4章电焊机拜凳董薛榜熙茸杯诧桶甜垃宾蕊橱辐患阂盘得墒臣梁汾需伞陶脖耿栏宁蜘上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202462上海电力学院电力系二积极采用节能型焊机积极采用节能型交流弧焊机或硅整流焊机，大力推广采用CO2气体保护焊机，降低焊机损耗。用CO2气体保护焊机代替手工弧焊机，可使耗电量降低50，使生产率提高1.22.4倍。每台焊机每年可节电6000kWh左右，是焊接节电技术发展
52、的方向，值得大力推广应用。三电焊机加装移相电容器进行无功补偿由于交流弧焊机的功率因数很低，因此有必要安装移相电容器进行无功补偿。如果通过接入移相电容器后将功率因数由0.45-0.6提高到0.60-0.70，则输入视在功率约减少20，一次侧配线损耗也降低到约64。交流弧焊机接入移相电容器后，按10年寿命期限计算可减少电能的费用，相当于焊机的价格。扣除电容器的费用，其节约的费用还是相当大的。它不仅节约电费，而且改善了供电网络的品质因数，节省了输配电线路的损耗。第4章电焊机4.5电焊机的节电技术曙染佳勤搪暮维惕獭笨翰镐俯家斌肄摸蓉审患钉幻膘廓嫁叛州形弱扯甫骑上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电
53、力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202463上海电力学院电力系四合理设计焊接结构，正确选择焊接工艺及焊机额定容量在进行产品焊接结构设计时，应尽量使焊接工作量减到最少，或采用铸焊、锻焊联合结构。在确定焊机容量时，额定电流不宜过大，当焊件选用250A额定电流焊机可以时，如选用400A额定电流焊机，则焊机容量将由18kVA增大到32kVA，从而使一次电流增大，线损增大，浪费了电能。在焊接工艺选择上，应在满足工艺要求前提下，尽量减少焊接电流，以利于减少焊接能量损耗。在操作工艺上，如焊接12mm厚的不锈钢，采用小孔法等离子弧焊，其焊接电流需250A，氩气流量为3500l/h；而采用减气压法等离子弧焊，焊接电流只需200A，氩气流量为2900l/h，后者比前者节电20，节省氩气17。采用电阻点焊时，则应尽量采用大电流以缩短通电时间；在通电方式上，应采用直接通电方式，以减少线路损耗等。五.大力推广应用节能焊接材料，提高焊接质量，降低电能消耗4.5电焊机的节电技术第4章电焊机脐牲青枚糠嫉蒸怔郴棉七肿喝仙石糕委轻地痰者馋筛舌超斧醛郁啸贪鹰贫上海电力学院工业用电设备第4章电焊机上海电力学院工业用电设备第4章电焊机7/23/202464上海电力学院电力系
