逆變電焊機(jī)的原理及其特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)

一、逆變（電）焊機(jī)

1、逆變電焊機(jī)原理

逆變與整流是兩個(gè)相反的概念，整流是把交流電變換為直流電的過(guò)程，而逆變則是把直流電改變?yōu)榻涣麟姷倪^(guò)程，采用逆變技術(shù)的弧焊電源稱為逆變焊機(jī)。逆變過(guò)程需要大功率電子開(kāi)關(guān)器件，采用絕緣柵雙極晶體管IGBT作為開(kāi)關(guān)器件的的逆變焊機(jī)成為IGBT逆變焊機(jī)。

2、逆變焊機(jī)的工作過(guò)程

將三相或單相工頻交流電整流，經(jīng)濾波后得到一個(gè)較平滑的直流電，由IGBT組成的逆變電路將該直流電變?yōu)閹资甂HZ的交流電，經(jīng)主變壓器降壓后，再經(jīng)整流濾波獲得平穩(wěn)的直流輸出焊接電流。

由于逆變工作頻率很高，所以主變壓器的鐵心截面積和線圈匝數(shù)大大減少，因此，逆變焊機(jī)可以在很大程度上節(jié)省金屬材料，減少外形尺寸及重量，大大減少電能損耗，更重要的是，逆變焊機(jī)稱重測(cè)長(zhǎng)能夠在微秒級(jí)的時(shí)間內(nèi)對(duì)輸出電流進(jìn)行調(diào)整，所以就能實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程所要求的理想控制過(guò)程，獲得滿意的焊接效果。

雖然電路是閉合的，可正是因?yàn)殡娐肥情]合的才使得在整個(gè)閉合電路和電流處處相等；但各處的電阻可是不一樣的，特別是在不固定接觸處的電阻最大，這個(gè)電阻在物理中叫接觸電阻。根據(jù)電流的熱效應(yīng)定律(也叫焦?fàn)柖?，Q=I方Rt可知，電流相等，則電阻越大的部位發(fā)熱越高，電焊在焊接時(shí)焊條的觸頭也被接的金屬體的接觸處的接觸電阻最大，則在這個(gè)部位產(chǎn)生的電熱自然也就最多，焊條又是熔點(diǎn)較低的合金，自然的容易熔化了，熔化后的合金焊條芯沾合在被焊物體上后經(jīng)過(guò)冷卻，就把焊接對(duì)象粘合在一塊了。

由于逆變焊機(jī)是一典型的開(kāi)關(guān)電源（輸出特性又有很大特點(diǎn)），輸出功率大，工作環(huán)境變化大，所以要求元器件質(zhì)量要好，這樣才能保證工作的穩(wěn)定型，壽命長(zhǎng)。

二、逆變電源1、逆變電源的特點(diǎn)

弧焊逆變器的基本特點(diǎn)是工作頻率高，由此而帶來(lái)很多優(yōu)點(diǎn)。這是因?yàn)樽儔浩鳎瑹o(wú)論是原繞組還是副繞組，其電勢(shì)E與電流的頻率f、磁通密度B、鐵芯截面積S及繞組的匝數(shù)W有如下關(guān)系：

E=4.44fBSW

而繞組的端電壓U近似地等于E，即：

U≈E=4.44fBSW

當(dāng)U、B確定后，若提高f，則S減小，W減少，因此，變壓器同層排水的重量和體積就可以大大減小。這樣，就能使整機(jī)的重量和體積顯著減小。不僅如此，還因?yàn)轭l率的提高及其他因素而帶來(lái)了許多優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)弧焊電源比較，其主要特點(diǎn)如下：1.體積小、重量輕，節(jié)省材料，攜帶、移動(dòng)方便。

2.高效節(jié)能，效率可達(dá)到80%~90%，比傳統(tǒng)焊機(jī)節(jié)電1/3以上。

3.動(dòng)特性好，引弧容易，電弧穩(wěn)定，焊縫成形美觀，飛濺小。

4.適合于與機(jī)器人結(jié)合，組成自動(dòng)焊接生產(chǎn)系統(tǒng)。

5.可一機(jī)多用，完成多種焊接和切割過(guò)程。

由于逆變電源具有上述一系列的優(yōu)點(diǎn)，因此，自20世紀(jì)70年代后期問(wèn)世以來(lái)發(fā)展極快，在美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，應(yīng)用范圍已相當(dāng)廣了。

逆變電源現(xiàn)在所用的開(kāi)關(guān)元件有SCR(晶閘管)、GTR(晶體管)、MOSFET(場(chǎng)效應(yīng)管)及IGBT(兼有GTR和MOSFET優(yōu)點(diǎn)的一種電子元件)。IGBT有取代其他幾種開(kāi)關(guān)元件之勢(shì)，HDPE管IGBT逆變焊機(jī)是當(dāng)今世界焊機(jī)技術(shù)的重大進(jìn)步，發(fā)展的新潮流。

焊接機(jī)頭是將焊接能源設(shè)備輸出的能量轉(zhuǎn)換成焊接熱，并不斷送進(jìn)焊接材料，同時(shí)機(jī)頭自身向前移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)焊接。手工電弧焊用的電焊鉗，隨電焊條的熔化，須不斷手動(dòng)向下送進(jìn)電焊條，并向前移動(dòng)形成焊縫。自動(dòng)焊機(jī)有自動(dòng)送進(jìn)焊絲機(jī)構(gòu)，并有機(jī)頭行走機(jī)構(gòu)使機(jī)頭向前移動(dòng)。常用的有小車式和懸掛式機(jī)頭兩種。電阻點(diǎn)焊和凸焊的焊接機(jī)頭是電極及其加壓機(jī)構(gòu)，用以對(duì)工件施加壓力和通電。縫焊另有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以帶動(dòng)工件移動(dòng)。對(duì)焊時(shí)需要有靜、動(dòng)夾具和夾具夾緊機(jī)構(gòu)，以及移動(dòng)夾具和頂鍛機(jī)構(gòu)。

2、逆變電源的發(fā)展方向

逆變電源總的發(fā)展趨向是向著大容量、輕量化、高效率、模塊化、智能化發(fā)展并以提高可靠性、 性能及拓寬用途為核心，愈來(lái)愈廣泛應(yīng)用于各種弧焊方法、電阻焊、切割等工藝中。高效和高功 率密度（小型化）是國(guó)際弧焊逆變器追求的主要目標(biāo)自之一。高頻化和降低主要隱蔽式水箱器件的功耗是實(shí) 現(xiàn)這一目標(biāo)的主要技術(shù)途徑。當(dāng)前，在日、歐等國(guó)和地區(qū)，20KHz左右的弧焊逆變器技術(shù)已經(jīng)成 熟，產(chǎn)品的質(zhì)量較高且產(chǎn)品已系列化。

電焊機(jī)需要交流電才能工作，而交流電一般只有在供電電網(wǎng)上取得，這樣使得電焊機(jī)的野外作業(yè)很不方便，