单向交流电源与中频逆变直流电源点焊工艺特性研究

分别用单相交流 电源焊机与中频逆变直流 电源焊机对 已编号的试 片进行焊接 ，通过实验 记 录，分析测出相应 的焊点最小熔核的临界参
数值和产生飞溅的临界参数值，包括焊接电流 、
焊接时间和焊接压力 。将所 得数据进行处理后
节气压阀来设定 电极压力 ，利用公式 １ Ｔ ｒ ２ 计算
气压 阀的压强 ，汽缸半径为１ ０ ｃ ｍ，电极压力为 ３ ｋ Ｎ，根据公式计算３ ０ ０ ０÷ ｆ ３ ． １ ４ Ｘ ０ ． １ ） ＝ ９ ５ ５ ４ １ Ｐ ａ ， 最后得出的实际压强约为０ ． ０ ９ ６ Ｍ Ｐ ａ 。单相交流点 焊机实物如图４ 所示 ，中频逆变直流点焊机实物
接变压器次级输出电流的调节 。原理如 图１ 。
１ － ２ 单 相 交流 焊 接 电源
单相工频交流 电阻焊 电源采用 反向并联 的 两晶闸管与焊接变压 器的初级绕组 串联后接入 电网 ，利用触 发控制装置 ，使两 晶闸管分别在
交流电的正负半周期 通电源 。改变 晶闸管 的导 通角 ，便 可实现对焊接变压器次级输 出电流 的 调节 。其原理如图２ 。
源 ，以其显著的高质低耗的特点成为电阻焊 电源 的发展方向。采用反向并联的两晶闸管与焊接变
ｌ
源
Ｉ ｌ
图１ 逆变式 电阻焊机原理示意图
压器的初级绕组 串联后接人 电网，利用触发控制
装置 ，使两晶闸管分 别在交 流电的正负半周期
通电源 。改变晶闸管 的导通 角 ，便可实现对焊
作者简介：胡宝林 （ １ ９ ８ ９ 一 ），男，南昌航 空大学毕业 ，国际焊接工程师 ，目前从 事焊接设 备技术工作。
图２ 单相交流 电阻焊电源示 意图
现代焊接 ２ ０ １ ４ 年第４ 期 总第１ ３ ６ 期 Ｊ 一２９
焊 接
。
Ｈ
蕊 ｋｌ ｎ
初级 电压
单相
可控硅 频率 次 级电流
交变 的次级 电流
２ ． ２ ． １ 试 片焊 接试 验 方案
Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ － ￣
一 印
Ｌ ／ ／
Ｖ
交 流焊接波形
选定压力为３ ｋ Ｎ，焊接时间分别选取４ ｅ ｙ ｅ 、
７ ｅ ｙ ｅ 、１ ０ ｃ ｙ ￣ 、１ ３ ｅ ｙ ｅ 、１ ６ ｃ ｙ ￣ 。按一 定 一 ｒ 艺规范 的配 比选 取 电流进行 试焊 ，通过 试焊 定 出相对应 的 电
三相 逆变器
／
Ｕ
直流，无 电感
表面清洁度对形核影响也较大 ，必须保证去除 表面油污 、铁锈等 。点焊时 ，当电极材料 、端
变压器 体积 质量都小 了
面 形 状 和 尺 寸选 定 以后 ，焊 接规 范参 数 的选 择
（ ａ ）电源结构
Ｌ
主要考虑焊接 电流 、电极压力及焊接 时间，这 是形成点焊接头的ｊ大Ｔ艺规范。
流值 。实验过程中尽量选取 比如焊接手册等文献
／——— ～
・
平滑的的次级电流
，
推荐的能形成优质熔核的一组参数 ， 再 由这组规
范参数按 比例适 当向两边调节 电流参数 ，最终 找到形成最小熔核的临界点与飞溅的临界点 。
２ ． ２ ． ２ 绘 制 焊接 包络 线
中频逆变焊接波形 直流 ，没有电感 没有峰值冲击 不过零点
单 向交流 电源 与 中频 逆 变直 流 电源点 焊 工 艺
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文／ 云南 大 顺工 贸 有 限公 司 胡宝 林 赵旗 伟 杨 艳宝
摘 要 ：本文通过采用单 向交流焊接 电源与中频逆变直流 电源搭接点焊１ ｍｍ的薄板低碳钢，设置一 定试样进行焊接 ，找出了一定电极压力在不同焊接时间下的最小熔核及临界喷溅电流值 ，由此绘制 出低碳钢可焊性包络线并 比较分析 了两种 电源的工艺特性。还对所焊较佳焊点试样进行了拉伸试验 和金相试验。结果表明 ，单相交流点焊焊接包络线没中频逆变直流 电源焊接包络线宽度大，采用 中
２ 研 究方 法
２ ． １ 研 究的 主要 内容
本试验所用设备为中频逆变直流点焊机 （ Ｓ Βιβλιοθήκη Baidu
１ ５ ０ Ｍ Ｆ）由英 国进 口采用微电脑控制 ，运用比例 阀直接设定 电极的压力参数 。频率是普通工频焊 机的２ ０ 倍 ，时间调节和反馈控 制周期达到毫秒 级… 。所以焊接电流控制精度 、稳定性更高。 。 交流点焊机 （ Ｄ Ｎ 一 ２ ０ ０） 为冈产点焊机 ，通过调
原 理 图 比较 。
标 ，焊接时间为纵坐标 ，纵坐标的上限为 １ ６ ｅ ｙ ｅ ， 下限为４ ｅ ｙ ｅ 。绘制焊 接包络 线后 可直观的看
可焊接区域 的大小 ，便于焊接参数 的选取 ，通
过焊接包 络线大小 的比较 ，可 直观 的评价不 同 焊接方法之间的差异 。
２ ． ３ 研 究所 用 的设 备
・ ・ ・
（ ｂ）波 形 比较
图 ３ 两 种 点 焊 电源 的 结 构及 波 形
根据试验记录的数据 ，选取焊接电流为横坐
工频交流 电源 由于设计原理相对简单 、元 器件生产技术 成熟 、制造成本较低 等因素在 电
阻焊电源 中占有最多的份额 。 图３ 为工频单相交流与 中频逆变直流电源的
Ａ Ｃ
为获得优质熔核 ，必须选择正确合适 的丁
艺 规 范 ，而 点 焊 规 范 工艺 参 数 的选 取 决 定 于金
属材料的化学成分 、 几何形状以及所使用设备。 本次试验选用低碳钢Ｑ ２ ３ ５ ，板厚 １ ａ ｒ ｍ。大小为
２ ０ ｎ ｕ ｎ ×２ ０ ０ ｍ ｍ 和２ ０ ｍ ｍ×１ ０ ０ ｍ ｍ 两 种 规 格 。材 料
频逆 变 直流 点焊 要 比单 相交 流 点焊 节能 ，且 焊接 质量 高稳 定 性强 。 关键 词 ：低 碳 钢 ；单相 交流 ；中频 逆 变 ；点 焊
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１ ． １ 中频逆 变 焊 接 电源
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逆变电阻焊接 电源作为一种新 型的控制 电