焊机的主要种类

通过焊接和钎焊固定零件基于一个原则：浇注要与熔融金属连接的元件。仅在焊接时使用低熔点铅锡焊料，并且在焊接时使用与焊接结构相同的金属。

焊接中的物理定律

要将金属从正常固态转变为液态，必须将其加热到非常高的温度，高于其熔点。电焊机的工作原理是电流通过时在电线中产生热量。

在 19 世纪上半叶，这一现象被两位物理学家同时描述：英国人詹姆斯·焦耳和俄国人埃米尔·伦茨。他们证明了导体中产生的热量与以下因素成正比：

1、通过电流的平方乘积；

2.电路电阻；

3.曝光时间。

为了产生能够用电流熔化金属部件的热量，有必要用这三个标准（I、R、t）之一来影响它。

所有焊机都通过改变电流值来使用电弧控制。其余两个参数被归类为附加参数。

电焊机的电流类型

理想情况下，可以从可充电电池或化学电池或特殊发电机等来源产生的恒定时间电流最适合均匀加热零件和接缝区域。

然而，照片中显示的方案从未在实践中使用过。它显示出稳定的电流，可以产生平滑、完美的电弧。

电焊机使用工业频率为 50 赫兹的交流电工作。同时，它们都是为了焊工长期、安全的工作而创造的，这就要求安装时焊接部件之间的电位差最小。

然而，为了可靠地点燃电弧，有必要保持 60 ÷ 70 伏的电压水平。该值作为工作电路的起始值，同时 220 或 380 V 提供给焊机的输入。

焊接用交流电

为了将电气装置的电源电压降低到焊接工作值，使用了具有调节电流值能力的强大降压变压器。在输出端，它们会产生与电源网络中相同的正弦曲线形状。电弧燃烧的谐波幅度要高得多。

焊接变压器的设计必须满足两个条件：

1.限制次级电路中的短路电流，根据操作条件，这种情况经常发生；

2.运行所需的引燃电弧稳定燃烧。

为此，它们设计有具有陡降的外部伏安特性 (VAC)。这是通过增加电磁能的耗散或在电路中加入扼流圈（电感电阻线圈）来实现的。

在焊接变压器的旧设计中，使用切换初级或次级绕组匝数的方法来调节焊接电流。这种费力且昂贵的方法已经失去了它的用处，并且没有在现代设备中使用。

最初，变压器被设置为提供最大功率，这在技术文档和盒子的铭牌上有所指示。然后，为了调整电弧的操作电流，可以通过以下方式之一降低它：

• 将电感电阻连接到次级电路。同时，I-V特性斜率增大，焊接电流幅值减小，如上图所示；

• 磁路状态的改变；

• 晶闸管电路。

二次回路引入电感电阻调节焊接电流的方法

焊接变压器这些基于这一原则的作品有两种类型：

1. 由于感应磁线内部气隙的逐渐变化，具有平滑的电流控制系统；

2.具有绕组数的逐步切换。

在第一种方法中，感应磁路由两部分组成：固定部分和活动部分，通过控制手柄的旋转移动。

在最大气隙处，产生最大的电磁流阻力和最小的感应电阻，从而提供最大的焊接电流值。

磁路的移动部分完全接近固定部分，将焊接电流降低到可能的最低值。

步进调节是基于使用活动触点分阶段切换一定数量的绕组。

对于这些电感，磁路做成一个整体，不可分割，稍微简化了整体设计。

一种基于改变焊接变压器磁路几何形状的电流调节方法

使用以下方法之一执行此技术：

1. 通过移动移动线圈部分使其与固定安装线圈的距离不同；

2、通过调整磁路内部分流器的位置。

在第一种情况下，由于可能会改变固定在下磁轭区域中的初级电路绕组与可移动次级绕组之间的距离，因此焊接变压器的电感耗散会增加。

它通过手动旋转调节轴手柄而移动，调节轴手柄的工作原理是带螺母的丝杠。在这种情况下，功率线圈的位置通过一个简单的运动图传输到一个机械指示器，该指示器以焊接电流的分度显示。它的准确率约为7.5%。为了更好地测量，在次级电路中内置了一个带有电流表的电流互感器。

在线圈之间的最小距离处，产生最高的焊接电流。为了减少它，有必要将动圈移动到侧面。

焊接变压器的这种结构在运行期间会产生很大的无线电干扰。因此，它们的电路包括降低电磁噪声的电容滤波器。

动磁分流器如何开启

这种变压器的磁路版本之一如下图所示。

其工作原理基于由于包含一个带导螺杆的调节体而对铁芯中某一部分磁通量的操纵。

由所述方法控制的焊接变压器由电工钢板制成的磁芯和具有耐热绝缘的铜或铝线制成的线圈制成。然而，为了长期运行，它们具有良好的空气交换以带走周围大气中产生的热量的可能性，因此它们具有较大的重量和尺寸。

在所有考虑的情况下，流过电极的焊接电流具有可变值，这会降低电弧的均匀性和质量。

焊接用直流电

晶闸管电路

如果在焊接变压器次级绕组后接两个相反接的晶闸管或一个双向晶闸管，通过控制电极，控制电路从中调整各半周谐波的开启相位，就可以将电源电路的最大电流降低到特定焊接条件所需的值。

每个晶闸管仅将电流的正半波从阳极传递到阴极，并阻止其负半波通过。反馈允许您控制两个半波。

控制电路中的调节体设定时间间隔t1，在此期间晶闸管仍处于闭合状态并且不通过其半波。当在时间 t2 向控制电极的电路提供电流时，晶闸管打开并且部分正半波（标有 «+» 符号）通过它。

当正弦波通过零值时，晶闸管闭合，直到正半波接近其阳极，移相块的控制电路向控制电极发出命令后，晶闸管才会通过自身。

在 t3 和 T4 时刻，连接到计数器的晶闸管根据已经描述的算法工作。因此，在使用晶闸管电路的焊接变压器中，电流能量的一部分在时间t1和t3被中断(产生没有电流的暂停)，并且在时间间隔t2和t4中流动的电流用于焊接。

此外，这些半导体可以安装在主回路中而不是电路中。这允许使用较低功率的晶闸管。但在这种情况下，变压器将转换正弦波半波的切割部分，标有符号 «+» 和 «-«。

在部分电流谐波中断期间存在无电流停顿是电路的缺点，影响电弧燃烧质量。特殊电极的使用和其他一些措施使晶闸管电路成功地用于焊接成为可能，在结构上得到了广泛的应用。 焊接整流器.

二极管电路

小功率单相电焊整流器有一个由四个二极管组装而成的桥接图。

它产生一种形式的整流电流，其形式为连续交变的正半波。在这个电路中，焊接电流没有改变方向，只是幅度波动，产生波纹。这种形状比晶闸管形状更能保持焊接电弧。

这些设备可能有额外的绕组连接到电流调节变压器的工作绕组。它的值由通过电流互感器通过分流器或正弦波连接到整流电路的电流表确定。

拉里奥诺夫的桥梁方案

它专为三相系统设计，可与焊接整流器配合使用。

根据该桥的方案，包含二极管使得可以将电压矢量添加到负载，从而产生最终电压 U out，其特征在于小纹波，并且根据欧姆定律，形成电弧焊接电极上类似形状的电流。它更接近理想的直流电形式。

电焊整流器的使用特点

大多数情况下的整流电流允许：

• 引弧更安全；

• 确保其稳定燃烧；

• 产生比焊接变压器更少的熔融金属飞溅。

这扩大了焊接的可能性，使您能够可靠地连接不锈钢合金和有色金属。

焊接逆变电流

焊接逆变器是根据以下算法进行电能逐步转换的设备：

1、工业用电220或380伏经整流器变；

2. 产生的技术噪声通过内置滤波器消除；

3、将稳定后的能量转化为高频电流（10～100kHz）；

4.高频变压器将电压降低到稳定引燃电极电弧所需的电压值（60V）；

5、高频整流器将电能转换成直流电进行焊接。

逆变器的五级中的每一级均由 IGBT 系列的特殊晶体管模块以反馈模式自动控制。基于该模块的控制系统属于焊接逆变器中最复杂和最昂贵的元件。

逆变器为电弧产生的整流电流的形状实际上接近于一条完美的直线。它允许您对不同的金属执行多种类型的焊接。

由于微处理器对逆变器中发生的工艺过程进行控制，引入硬件功能极大地促进了焊机的工作：

• 热启动（Hot start mode）通过在焊接开始时自动增加电流以促进起弧；

• 防粘连（Anti Stick Mode），当电极接触到待焊接的零件时，焊接电流的值减小到不会导致金属熔化并粘连到电极上的值；

• 电弧强制（电弧力模式），当电弧长度缩短时大熔滴金属液滴与电极分离，并且有可能粘连。

这些功能甚至可以让初学者进行高质量的焊接。逆变焊机在输入电源电压波动较大的情况下也能可靠地工作。

逆变器设备需要小心处理和防尘，如果应用于电子元件，可能会干扰其运行，导致散热恶化和结构过热。

在低温下，模块板上可能会出现凝露。这会导致损坏和故障。因此，逆变器存放在加热的房间里，在霜冻或降水期间不要使用它们。