焊機的主要種類

通過焊接和釬焊固定零件基於一個原則：澆注要與熔融金屬連接的元件。僅在焊接時使用低熔點鉛錫焊料，並且在焊接時使用與焊接結構相同的金屬。

焊接中的物理定律

要將金屬從正常固態轉變為液態，必須將其加熱到非常高的溫度，高於其熔點。電焊機的工作原理是電流通過時在電線中產生熱量。

在 19 世紀上半葉，這種現象同時被兩位物理學家描述：英國人詹姆斯·焦耳和俄國人埃米爾·倫茨。他們證明了導體中產生的熱量與以下因素成正比：

1、通過電流的平方乘積；

2.電路電阻；

3.曝光時間。

為了產生能夠用電流熔化金屬部件的熱量，有必要用這三個標準（I、R、t）之一來影響它。

所有焊機都通過改變電流值來使用電弧控制。其餘兩個參數被歸類為附加參數。

電焊機的電流類型

理想情況下，可以從可充電電池或化學電池或特殊發電機等來源產生的恆定時間電流最適合均勻加熱零件和接縫區域。

然而，照片中顯示的方案從未在實踐中使用過。它顯示出穩定的電流，可以產生平滑、完美的電弧。

電焊機使用工業頻率為 50 赫茲的交流電工作。同時，它們都是為了焊工長期、安全的工作而創造的，這就要求安裝時焊接部件之間的電位差最小。

然而，為了可靠地點燃電弧，有必要保持 60 ÷ 70 伏的電壓水平。該值作為工作電路的起始值，同時 220 或 380 V 提供給焊機的輸入。

焊接用交流電

為了將電氣裝置的電源電壓降低到焊接工作值，使用了具有調節電流值能力的強大降壓變壓器。在輸出端，它們會產生與電源網絡中相同的正弦曲線形狀。電弧燃燒的諧波幅度要高得多。

焊接變壓器的設計必須滿足兩個條件：

1.限制次級電路中的短路電流，根據操作條件，這種情況經常發生；

2.運行所需的引燃電弧穩定燃燒。

為此，它們設計有具有陡降的外部伏安特性 (VAC)。這是通過增加電磁能的耗散或在電路中加入扼流圈（電感電阻線圈）來實現的。

在焊接變壓器的舊設計中，使用切換初級或次級繞組匝數的方法來調節焊接電流。這種費力且昂貴的方法已經失去了它的用處，並且沒有在現代設備中使用。

最初，變壓器被設置為提供最大功率，這在技術文檔和盒子的銘牌上有所指示。然後，為了調整電弧的操作電流，可以通過以下方式之一降低它：

• 將電感電阻連接到次級電路。同時，I-V特性斜率增大，焊接電流幅值減小，如上圖所示；

• 磁路狀態的改變；

• 晶閘管電路。

二次迴路引入電感電阻調節焊接電流的方法

焊接變壓器這些基於這一原則的作品有兩種類型：

1. 由於感應磁線內部氣隙的逐漸變化，具有平滑的電流控制系統；

2.具有繞組數的逐步切換。

在第一種方法中，感應磁路由兩部分組成：固定部分和活動部分，通過控製手柄的旋轉移動。

在最大氣隙處，產生最大的電磁流阻力和最小的感應電阻，從而提供焊接電流的最大值。

磁路的移動部分完全接近固定部分，將焊接電流降低到可能的最低值。

步進調節是基於使用活動觸點分階段切換一定數量的繞組。

對於這些電感，磁路做成一個整體，密不可分，稍微簡化了整體設計。

一種基於改變焊接變壓器磁路幾何形狀的電流調節方法

使用以下方法之一執行此技術：

1. 將移動線圈部分移動到與固定安裝線圈不同的距離；

2、通過調整磁路內部分流器的位置。

在第一種情況下，由於可能會改變固定在下磁軛區域中的初級電路繞組與可移動次級繞組之間的距離，因此焊接變壓器的電感耗散增加。

它通過手動旋轉調節軸手柄而移動，調節軸手柄的工作原理是帶螺母的絲槓。在這種情況下，功率線圈的位置通過一個簡單的運動圖傳輸到一個機械指示器，該指示器以焊接電流的分度顯示。它的準確率約為7.5%。為了更好地測量，在次級電路中內置了一個帶有電流表的電流互感器。

在線圈之間的最小距離處，產生最高的焊接電流。為了減少它，有必要將動圈移動到側面。

焊接變壓器的這種結構在運行期間會產生很大的無線電干擾。因此，它們的電路包括降低電磁噪聲的電容濾波器。

動磁分流器如何開啟

這種變壓器的磁路版本之一如下圖所示。

其工作原理基於由於包含一個帶導螺桿的調節體而對鐵芯中某一部分磁通量的操縱。

由所述方法控制的焊接變壓器由電工鋼板製成的磁芯和具有耐熱絕緣的銅或鋁線製成的線圈製成。然而，為了長期運行，它們具有良好的空氣交換以帶走周圍大氣中產生的熱量的可能性，因此它們具有較大的重量和尺寸。

在所有考慮的情況下，流過電極的焊接電流具有可變值，這會降低電弧的均勻性和質量。

焊接用直流電

晶閘管電路

如果在焊接變壓器次級繞組後接兩個相反接的晶閘管或一個雙向晶閘管，通過控制電極，控制電路從中調整各半週諧波的開啟相位，就可以將電源電路的最大電流降低到特定焊接條件所需的值。

每個晶閘管僅將電流的正半波從陽極傳遞到陰極，並阻止其負半波通過。反饋允許您控制兩個半波。

控制電路中的調節體設定時間間隔t1，在此期間晶閘管仍處於閉合狀態並且不通過其半波。當在時間 t2 向控制電極的電路提供電流時，晶閘管打開並且部分正半波（標有 «+» 符號）通過它。

當正弦波通過零值時，晶閘管閉合，直到正半波接近其陽極，移相塊的控制電路向控制電極發出命令後，晶閘管才會通過自身。

在 t3 和 T4 時刻，連接到計數器的晶閘管根據已經描述的算法工作。因此，在使用晶閘管電路的焊接變壓器中，電流能量的一部分在時間t1和t3被中斷(產生沒有電流的暫停)，並且在時間間隔t2和t4中流動的電流用於焊接。

此外，這些半導體可以安裝在主迴路中而不是電路中。這允許使用較低功率的晶閘管。但在這種情況下，變壓器將轉換正弦波半波的切割部分，標有符號 «+» 和 «-«。

在部分電流諧波中斷期間存在無電流停頓是電路的缺點，影響電弧燃燒質量。特殊電極的使用和其他一些措施使晶閘管電路成功地用於焊接成為可能，在結構中得到了相當廣泛的應用。 焊接整流器.

二極管電路

小功率單相電焊整流器有一個由四個二極管組裝而成的橋接圖。

它產生一種形式的整流電流，其形式為連續交變的正半波。在這個電路中，焊接電流沒有改變方向，只是幅度波動，產生波紋。這種形狀比晶閘管形狀更能保持焊接電弧。

這些設備可能有額外的繞組連接到電流調節變壓器的工作繞組。它的值由通過電流互感器通過分流器或正弦波連接到整流電路的電流表確定。

拉里奧諾夫的橋樑方案

它專為三相繫統設計，可與焊接整流器配合使用。

根據該橋的方案包含二極管使得可以將電壓矢量添加到負載，從而產生最終電壓 U out，其特徵在於小紋波，並且根據歐姆定律，形成電弧焊接電極上類似形狀的電流。它更接近理想的直流電形式。

電焊整流器的使用特點

大多數情況下的整流電流允許：

• 引弧更安全；

• 確保其穩定燃燒；

• 產生比焊接變壓器更少的熔融金屬飛濺。

這擴大了焊接的可能性，使您能夠可靠地連接不銹鋼合金和有色金屬。

焊接逆變電流

焊接逆變器是根據以下算法進行電能逐步轉換的設備：

1、工業用電220或380伏經整流器變；

2. 產生的技術噪聲通過內置濾波器消除；

3、將穩定後的能量轉化為高頻電流（10～100kHz）；

4.高頻變壓器將電壓降低到穩定引燃電極電弧所需的電壓值（60V）；

5、高頻整流器將電能轉換成直流電進行焊接。

逆變器的五級中的每一級均由 IGBT 系列的特殊晶體管模塊以反饋模式自動控制。基於該模塊的控制系統屬於焊接逆變器中最複雜和最昂貴的元件。

逆變器為電弧產生的整流電流的形狀實際上接近於一條完美的直線。它允許您對不同的金屬執行多種類型的焊接。

由於微處理器對逆變器中發生的工藝過程進行控制，引入硬件功能極大地促進了焊機的工作：

• 熱啟動（Hot start mode）通過在焊接開始時自動增加電流以促進起弧；

• 防粘連（Anti Stick Mode），當電極接觸到待焊接的零件時，焊接電流值減小到不會導致金屬熔化並粘連到電極上的值；

• 電弧強制（Arc forcing 模式）當電弧長度縮短時大熔滴金屬液滴與電極分離，並且有粘附的可能性。

這些功能甚至可以讓初學者進行高質量的焊接。逆變焊機在輸入電源電壓波動較大的情況下也能可靠地工作。

逆變器設備需要小心處理和防塵，如果應用於電子元件，可能會干擾其運行，導致散熱惡化和結構過熱。

在低溫下，模塊板上可能會出現冷凝水。這會導致損壞和故障。因此，逆變器存放在加熱的房間裡，在霜凍或降水期間不要使用它們。