NIMAK公司中频凸、点焊机技术性能简介[1]

NIMAK公司中频凸/点焊机技术性能简介

一、中频点焊

1、中频点焊发展的原因

（1）弧焊逆变电源的成功应用必然扩大到点焊

弧焊逆变电源是70年代末期80年代初期问世的一种节能焊机，它的问世誉为焊接电源的革命。世界各国竞争相互开发换流原件诸如：

◆大功率晶体管

◆功率场效应管MOSFET

◆晶闸管

◆可关断晶闸管GTO

◆绝缘栅极晶闸管IGBT，它有：

MOSFET的高输入阻抗，高开关速度20KH Z以上

GTO的低饱和压降

高电流密度

而且IGBT已向智能化模块方向发展，已经有：

内置功能-连接功率器件和控制电路接口以及过热、过流保护电路。

脉宽调幅PWM（pulse width modulation）控制线路-上/下电路信号的分配电路。

过载保护

过压保护等

（2）三相次级整流焊机的失败。

（3）IGBT扩大智能化模块新一代产品不断推出和快恢复整流二极管（SHOTTKY BARER DIODE）容量的增加使中频点焊的负载持续率由6%—10%—16%—现今大部分厂的20%。

注：德国BOSCH公司的EXPERT的MF焊接变压器负载持续率已达到50%，但ISO尚无统一标准。

2、中频点焊逆变器与弧焊逆变器工作状态的差别

大功率弧焊电源不能突破10KA大关，而中频点焊机200KVA （NIMAK PMP-6-2/100FM）最大焊接电流达到54KA。两者相比有以下不同点：

◆点焊没有空载过程

弧焊的负载由无穷大到0和到额定负载的波动所产生的过度过程对逆变器产生不利的影响。

◆点焊负载过程中的焊接电阻变化比起回路阻抗可以忽略不计，而弧焊电源波动所引起Z f变化有几百倍或上千倍的变化，而且是电抗性的负载。

◆点焊时在恒流段工作，点焊逆变器外特性曲线外拖突然截流也就是最深的负反馈频率不变，逆变器工作最稳定。

3、中频点焊机本质上包括三大部分：

一个三相整流器，一个绝缘栅极晶闸管组成的桥式逆变器通过中频焊接变压器将高压信号降至适合点焊的低压，再全波整流在二次侧产生焊接电流。一个是控制及调幅线路PWM控制器利用驱动电路给逆变器脉宽驱动信号和二次恒电流控制在ms范围之内。多功能焊接一览表编排、加压力监测及补偿功能等提高了点焊质量并扩大了不同

L1PE

L2

L3

图

2 中频焊机图

4、中频点焊的优点

（1）三相输入，功率因数和节能

交流点焊机与电网连接靠晶闸管导通。有空白区热量不集中，焊接质量不稳定。中频点焊机三相负载平衡，低输入，没有电网过渡过程功率因数高节约电能（27%-美国SQUARE D 公司统计）。

（2）焊接条件范围扩大，焊接无飞溅延长电极使用寿命。

在稳定焊核直径 条件下：

交流点焊100个焊点、单向直流129个焊点、中频点焊214个焊

点。

（3）焊机重量减轻

（4）可以广泛焊接异种金属

中频点焊具有焊接电流波形广泛设置，直流极性的效应（PELTIER EFFECT）和良好的热效率——电流焊接热效率比交流高，可以用低电流焊接，两者点焊的焊核温度见图4。因此具有广泛焊接钢、带镀层钢板、不锈钢、铝以及不同导热材料组合焊接的可能性（例如铝和钢的点焊）

二、NIMAK公司中频凸/点焊机技术性能

1、加压系统

根据用户生产焊接合件不同焊机加压系统有三种方法：

（1）气动的系统

常规点焊机气动的加压系统由减压器、压力表、压力表开头、单向节气阀组成。而NIMAK中频点焊机气动的加压系统可以任选。

◆数字式压力表开关数字式测量传感器集成在气动控制单元代替模拟压力表开关。压力测量传感器是在压力系统监视压力变化。

气动压力值是变换成电子信号。

图5 数字式压力表开关

◆比例阀在焊机主要的压缩空气干线的压力调节用减压器，而对焊接实际压力设置是在焊接控制器执行。

图6 比例阀

（2）伺服气动的系统

伺服气动的控制单元包括：

减压器、气压表（干线压力）、气压表（工作行程）和气压表（返回行程）。

图7 伺服气动控制单元

伺服气动系统装在焊机上的机械原件。

伺服阀、位移系统—增量测量系统、信号中继至控制器、旁路阀、

压力传感器、加压力传感板和安全阀。

图8 伺服气动系统的机械原件

图9 旁路测量系统

（3）伺服电机的系统

NIMAK电阻焊机用伺服电机通过扩展软件同大容量NIMAK交流伺服电机相结合，所以更有效的焊接系统的预先要求都满足了。

图10 伺服电机加压单元

图11加压力增加的比较

伺服电机工作驱运机械装置的优点：

◆行程自由编程，接触工件无震动。

◆循环时间最佳化，由于加压力建立比气动气缸的时间快5倍。

◆在全部焊接期间恒电流焊接。

◆不需要压缩空气装置。

◆低维护，驱动机械装置长期稳定性。

◆监视所有相关质量参数。

◆操作简单。

伺服—增加推力电机技术包括以下原件：

◆伺服工作驱动原件

◆伺服调节器

◆控制和操作台

伺服电机编程经过一个伺服调节器用NIMAK焊接控制器系列型号QUAL Y WELD。

图12伺服电机带摆动操作盘图13 伺服调节器

2、中频焊接变压器

NIMAK生产的中频焊接变压器有自己的系列：

在20%负载持续率下有90、12、180、240和480KVA。

与其它焊机厂生产的中频焊接变压器相比，重量轻40%和体积小30%。

标准连接尺寸。

图14 NIMAK中频点焊变压器