因為電阻點焊機現階段絕大多數用單相50Hz供電,負載功率因數低,對電網引起不好影響,因此 曾開展過很多工作,探討怎樣來改進電阻點焊機的效率。1個辦法是選用次級整流或變換極性的直流脈沖,另1個辦法便是提升變壓器的頻率,那樣就引起發展。
先將電網三相50Hz電整流為高電壓直流,再根據用功率晶體管開關元件構成的功率逆變器將直流變換為1000Hz-25000Hz高電壓方波,隨后經降壓隔離變壓器將中頻低電壓方波送至電極,輸出電壓選用脈寬調制辦法開展調整。其運用案例其一是連變壓器點焊鉗,1個1000Hz、23kVA焊接變壓器總重僅5kg,變壓器連焊鉗總重能夠 實現20kg之內。逆變頻率越高,焊接變壓器尺寸及總重越小,但要考慮到頻率提升會使渦流和磁滯虧損也伴隨著擴大,次級導體中的臨近效應也更加的明顯,限定了主要次級電流的輸出。
另外伴隨著開關頻率的擴大,功率晶體管中損耗也以非線性速度增長,因而1000Hz選為最合適頻率。實驗證實當焊鉗臂伸很短狀況下,用1000Hz逆變電阻焊機與50Hz常規焊機對比,焊接一般鋼板或鍍鋅鋼板的焊接時長基本上可減小50%。焊機的功率因數可實現很高,熱量調整精度也大大的改進。因為高頻電流形成的熱量趨于局部聚集,焊點的氧化程度和變色及其焊件的熱形變也大大減少。
除點焊鉗外,逆變式電阻焊也已成功用以制罐專用型縫焊機,頻率取500~1000Hz,縫焊速度可達70m/min。可是這類高頻辦法對一般固定式點焊機不適合。次級回路阻抗大,限定了高頻電流的輸出,因而又發展變成高頻-直流逆變焊系統。輸出電流達數萬安培的點焊機。在美國和日本已經有產品,高頻電流根據裝在變壓器次級的二極管整流。
?實驗證實與50Hz常規點焊對比,高頻一直流系統只需50%能量就能獲得相同大小的焊點。這種系統的主要優勢還在于焊接電流控制精度進一步提高(因為選用晶體管取代晶閘管調節焊接電流),選用反饋控制時反饋速度可提升20倍。高頻-直流逆變焊接系統已用在汽車的車身生產流水線焊接機器人使用的點焊鉗上。試驗證實因為焊接電流調節精確(可調節在預定值的0.5%之內),使點焊時飛濺降低,焊點品質穩定,焊接規范擴大,電極壽命提升。
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