电阻焊设备及安全操作

电阻焊设备及安全操作

一、电阻焊设备分类

电阻焊设备是指采用电阻加热原理进行焊接操作的一种设备。包括点焊机、缝焊机、凸焊机和对焊机。有些场合还包括与这些焊机配套的控制箱。一般的电阻焊设备由三个主要部分组成：

(1)以阻焊变压器为主，包括电极及次级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。

为了保证电阻焊设备的正常运行，使其能发挥最大的效能，电阻焊设备要尽量满足下列要求：

(一)使用条件

(1)空气自然冷却的焊机，海拔高度不超过1000m，周围空气最高温度不大于40℃。

(2)通水冷却的焊机，进水口的水温不大于30℃，冷却水的压力应能保证必需的流量，水质应符合工业用水标准。

(3)电网供电参数：220V或380V，50Hz。在下列电网供电品质条件下焊机应能正常工作：

电压波动：在±10％内(当频率为额定值时)。

频率波动：不大于±2％(当电压为额定值时)。

(二)主要技术要求

(1)焊机中不与地相连接的电气回路，在规定的使用条件下其对地绝缘电阻应不低于2．5MΩ。

(2)焊机中不与地相连接，工作电压为以下值时的电气回路应承受规定的试验电压，持续1min。

小于或等于220V工作电压时的试验电压为1700V。

小于或等于380V工作电压时的试验电压为2000V。

对电气回路中的个别元件，由于特性限制，在试验时允许从电路中拆除或短接。

(3)阻焊变压器在额定初级电压及额定级数时其空载视在功率(P0)及空载电流(P10)应不大于表6—3规定的数值。对于额定功率小于16kV·A的阻焊变压器与焊钳连成一体的焊机，其空载视在功率与空载电流的允许值可较表中数值大2．5倍。

表6—3 阻焊变压器空载视在功率及空载电流允许值

(4)焊机的最大次级短路电流值(1200)在以间接方法测定时(即以初级电流与阻焊变压器变压比的乘积计算)允差是－10％，当使用专门大电流计直接测定时允差±5％。

(5)阻焊变压器线圈温升的测定最常采用的是电阻法。大多数阻焊变压器均是水冷结构，绝缘等级以B级占多数，因此线圈的温升极限值是95K。如果绝缘等级提高到9级时则温升极限值是115K。

(6)焊机加压机构应保证电极间压力稳定，电极压力的实际值与额定值之差不应超过额定值的±8％。

二、点焊机和凸焊机

(一)摇臂式焊机

最简单和最通用的点焊机是摇臂式点焊机。这种点焊机是利用杠杆原理，通

过上电极臂施加电极压力。上、下电极臂为伸长的圆柱形构件，既传递电极压力，也传递焊接电流。

摇臂式焊机的上电极是绕上电极臂支承轴作圆弧运动，当上电极和下电极与工件接触加压时，上电极臂和下电极臂必须处于平行位置。只有这样，才能获得良好的加压状态。如果电极臂的刚度不够，可能发生电极滑移。

有三种操作方法：(1)气动；(2)脚踏；(3)电动机—凸轮。

气动摇臂式焊机的电极压力是活塞力与杠杆长度比的乘积。因此电极压力与用减压阀控制的压缩空气压强成正比。

在脚踏和电动机—凸轮操作的焊机中，弹簧力代替活塞力。弹簧被脚踏推动的杠杆或被电动机驱动的凸轮压缩。电极压力与弹簧的压缩量成正比。

脚踏操作的点焊机适用于焊接要求不高的小批量工件。电动机驱动的焊机用于压缩空气不易得到的场合。

摇臂式焊机不论如何操作，随着臂伸长度的增加，焊接电流和电极压力都会降低。

摇臂式焊机由于上电极的运动轨迹是圆弧形的，因而不适宜作凸焊。

(二)直压式焊机

直压式焊机适用于点焊及凸焊。这类焊机的上电极在有导向构件的控制下作直线运动。电极压力由气缸或液压缸直接作用。

点焊机的臂伸长度是指电极中心线与机架平面之间的距离。凸焊机的臂伸长度是指气缸中心线与机架平面之间的距离。凸焊机的刚性要求高，故臂伸长度较小。为了扩大使用范围，点焊机的臂伸长度一般较大。

(三)多点焊机

多点焊机是大批量生产中的专用设备，例如汽车生产线上针对具体冲压—焊接件而专门设计制造的。

多点焊机一般采用多个阻焊变压器及多把焊枪根据工作形状分布。电极压力由安装在焊枪上的气缸或液压缸直接作用在电极上。为了达到较小的焊点间距，焊枪外形和尺寸受到限制；有时需要采用液压缸才能满足要求。

三、缝焊机

缝焊机除电极及其驱动机构外，其他部分与点焊机基本相似。缝焊机的电极驱动机构由电动机通过调速器和万向轴带动电极转动。

有三种普通类型的缝焊机：

(一)横向缝焊机

在焊接操作时形成的缝焊接头与焊机的电极臂相垂直的称横向缝焊机。这种焊机用于焊接水平工件的长焊缝以及圆周环形焊缝。

(二)纵向缝焊机

在焊接操作时形成的缝焊接头与焊机的电极臂相平行的称纵向缝焊机。这种焊机用于焊接水平工件的短焊缝以及圆筒形容器的纵向直缝。

(三)通用缝焊机

通用缝焊机是一种纵横两用缝焊机。上电极可作90°旋转，而下电极臂和下电极有两套。一套用于横向，另一套用于纵向，可根据需要进行互换。

缝焊机的传动机构可以是单由上电极或单由下电极作主动，或者上下电极均是主动。但通用缝焊机都是上电极作主动。大多数缝焊机的电极转动是连续性的，对于较厚工件或者铝合金工件缝焊时需采用间隙驱动(步进)施焊以保证焊核在

冷却结晶时有充分的电极压力和施加锻压压力。

四、闪光对焊机

一台标准的闪光对焊机包括：机架、静夹具、动夹具、闪光和顶锻机构、阻焊变压器和级数调节组以及配套的电气控制箱。通常静夹具是固定安装在机架上并与机架在电气上绝缘。大多数焊机中还有活动调节部件，以保证电极和工件焊接时对准中心线。动夹具则安装在活动导轨上并与闪光和顶锻机构相连接。夹具座由于承受很大的钳口夹紧力，通常都用铸件或焊接结构件。两个夹具上的导电钳口分别与阻焊变压器的次级输出端相连。钳口一方面夹持工件，另外要向工件传递焊接电流。

对焊机的阻焊变压器实质上和其他类型电阻焊机的阻焊变压器相同、阻焊变压器的初级线圈与级数调节组通过电磁接触器或由晶闸管组成的电子断续器和电网接通。当采用电子断续器时，还可配合热量控制器以便为预热或焊后热处理提供较小的电功率。

五、电阻对焊机

电阻对焊机除了没有闪光过程外，其原理与闪光对焊机十分相似。典型电阻对焊机包括一个容纳阻焊变压器及级数调节组的主机架、夹持工件并传递焊接电流的电极钳口和顶锻机构。

最简单的电阻对焊机是手工操作的。自动电阻对焊机可以采用弹簧或气缸提供压力。这样得到的压力稳定，适合焊接塑性范围很窄的有色金属。