脈寬可調式交直流逆變電阻焊接的工藝方法技術

本發明專利技術涉及一種脈寬可調式交直流逆變電阻焊接的工藝方法，該方法實施步驟如下：首先，將焊接變壓器裝在機身內，變壓器初級線圈接控制器U、V輸出端，次級通過銅導體和焊接電極固定在加壓機構上，用于壓緊焊接工件；采用脈寬可調式焊接變壓器（次級無整流器）用于輸出低電壓大焊接電流，脈寬可調式逆變控制器用于控制焊接波形；根據公式U=4.44?f?N?B?S?10-4及導出公式：脈寬t=1000/2?f=2.22?N?B?S?10-1/U，來設計脈寬可調焊接變壓器；通過調整不同時刻的脈寬t和焊接電流，以完成不同的波形圖相對應的焊接工藝方法。實踐證明該方法在多點凸焊、精密焊接、對極性效應敏感的焊接工件等方面，與其它焊機相比高效節能、焊接質量高；在不改變焊機種類情況下，一機多能，大大提高了調整焊機的效率。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種電阻 焊接的工藝方法，特別涉及一種。
技術介紹
目前，傳統的電阻焊設備及工藝方法分為 (1)工頻交流電阻焊； (2)直流電阻焊(次級有整流器的工頻直流，中頻直流)； (3)電容儲能電阻焊； (4)低頻電阻焊。傳統的焊接設備是，一種電阻焊設備具有相對應的一種輸出波形及焊接工藝特性；如對應上述四種輸出波形及焊接工藝特性則需配備四種不同的焊接設備；其中任何一種焊接設備均不具備其兩種或兩種以上焊機的輸出波形；且直流電阻焊須在次級安裝整流器整流，這就在選擇電阻焊設備及制定工藝時存在一定的局限性；當工件結構和材質發生變化時，必須采用不同類型的電阻焊機及焊接方法才能獲得合格的焊接質量。在實施中，由于傳統的電阻焊接設備的單一輸出波形及工藝特性；這樣對一些特殊結構的工件，如多點凸焊、高速點焊、精密焊接，在選擇焊機、調整焊機參數時需針對不同的焊機操作，這樣會直接影響焊接設備選型和焊接工藝方法的制定。因此，對一些特殊結構的工件和焊接材料，為保證焊接后的內在和外觀品質提供一種多特性焊接設備及工藝方法，是該領域技術人員應著手解決的問題之一。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述焊機單一特性不足之處，提供一種設計合理、性能可靠、效果顯著、適用多種輸出波形的電阻焊設備的。為實現上述目的本專利技術所采用的技術方案是一種，其特征在于實施步驟如下 步驟一 采用焊接設備包括加壓機構、氣路水路、變壓器、機身、焊接電極及焊接控制器；首先，將焊接變壓器裝在機身內，變壓器初級線圈接控制器U、V輸出端，次級通過銅導體和焊接電極固定在加壓機構上，用于壓緊焊接工件； 步驟二 采用脈寬可調式焊接變壓器，次級無整流器； 采用脈寬可調式逆變控制器； 設計脈寬可調焊接變壓器；根據公式U=4. 44*fN*B*S*10-4 ； 推導出公式焊接頻率f=U/4. 44*N*B*S*10^4 ；導出計算公式脈寬 t=1000/2*f=2. 22*N*B*S*10_VU ； 式中脈寬t是指在焊接電流波形不發生畸變前提下(焊接變壓磁化曲線不飽和)單方向不間斷電流的持續時間； 變壓器制造完成后，變壓器鐵芯磁感應強度B (單位特斯拉)變壓器鐵芯截面積S (單位平方厘米)一定時；調整控制器輸出電壓U (單位伏特)，變壓器初級匝數N即可得到相適應的脈寬t (脈寬范圍t=l-500毫秒);不同的變壓器脈寬有最大值，本專利技術的脈寬最大值為500ms ;根據不同型號焊機變壓器，設計與之相匹配能控制脈寬長短，電壓大小，電壓方向的控制器即脈寬可調焊接控制器； 脈寬可調式焊接逆變控制器是將三相電源，通過限流裝置(限流電阻或限流變壓器)以·及整流二極管整流、儲能濾波電容器，將交流電變為直流電；再將直流電輸入由IGBT組成的H橋回路中，在主控制電路的控制下從U、V端輸出給焊接變壓器初級脈寬可調電壓；在次級感應出焊接電壓電流； 通過該電阻焊機進行以下參數的調整設定 (1)焊接壓力P; (2)可調整的變壓器初級匝數N； (3)脈寬tl； (4)直流正向焊接電流iDC; (5)脈寬t2； (6)反向焊接電流iDC2； (7)交流脈寬t3； (8)交流焊接電流iAC; (9)交流焊接周波數η； 以上所述參數限定范圍 P 壓力為0 0· 7 MPa ； N :焊接變壓器初級匝數N為2(Γ200 ； tl :脈寬(脈沖時間)；范圍O毫秒到500毫秒； iDC :直流正向電流為(Γ99999Α ； t2 :脈寬(脈沖時間)；范圍O毫秒到500毫秒； iDC2 :反向電流2為(Γ99999Α ； t3 :脈寬(交流部分單向脈沖時間)范圍0-50毫秒； η :交流焊接周波數； iAC :交流焊接電流為(Γ99999ΚΑ ； 根據公式脈寬 t=2. 22*N*B*S*10^/U ； 歐姆定律I=U/R ； 當B、S —定時；調整匝數N，輸入電壓U時可得到脈寬t ； 所述tl、t2、t3參數不能同時為O ; 步驟三 通過調整以上焊接參數得到各種對應的焊接電流-脈寬波形圖，以完成包括交直流波形、非對稱變極性波形、直流波形、交流波形、儲能焊波形及低頻焊波形的焊接電流曲線，根據需要選用各波形圖之一對應不同的焊接工藝方法。所述波形圖中之一，即所對應的交直流波形，在控制器上設定如下參數 tl=2-500ms , iDC=500-99999A, N=20_200 阻； t2=0 ；t3=l-20ms ;iAC=500_49999A，n=l_9999 周波。該交直流焊接方式適用單多點凸焊； 實踐證明在凸焊時(1-30個小凸點)； 比以往的焊接方法更容易獲得穩定的焊接質量(強度及外觀)。所述波形圖中之一，即所對應的非對稱變極性波形，在控制器上設定如下參數 tl=2-50ms ；iDC=10000-99999A ;Ν=20_200 阻； t2=2_50ms ；iDC2=500-20000A ;t3=0。該非對稱波形焊接方式適用兩種不同厚度板點焊，通過極性效應，調整熔核的偏移 方向。所述波形圖中之一，即所對應的直流波形，在控制器上設定如下參數 tl=20-500ms ;iDC=500_99999A ;Ν=20_200 阻； t2=0 ；t3=0o該直流方式適用點焊鋁及鋁合金。所述波形圖中之一，即所對應的交流波形，在控制器上設定如下參數 tl=0 ； N=20-200 膽；t2=0 ； t3=l-12ms，iAC=500-59999A，n=l_9999 周波。該交流焊接方式適用多層薄板點焊，高速逢焊，高速點焊；由于無極性效應，能保證溶深一致性。所述波形圖中之一，即所對應的儲能焊波形，在控制器上設定如下參數 tl=l-20ms ；iDC=500-99999A ;Ν=20_200 匝； t2=0 ； t3=0。該儲能焊接方式適用2-15毫秒精密點焊。實踐證明在特殊材料精密焊接時(2-15毫秒)此種方法在保證焊接強度的前提下能有效地減少焊接熱裂紋。所述波形圖中之一，即所對應的低頻焊波形，在控制器上設定如下參數 tl=0 ；N=20-200 膽； t2=0 ； t3=12-50ms ；iAC=1000-49999A ;n=l_9999 周波。該低頻焊方式適用較厚工件焊接。本專利技術的有益效果是第一該方法能用一種次級不安裝整流器的焊接變壓器和焊接逆變控制器實現多種傳統電阻焊機的焊接特性，一機多能，節能效果非常顯著。第二制造出以往阻焊接設備從沒有的兩種焊接波，即交直流波形及非對稱變極性波形；為焊接材料、焊接工件提供了與以往不同的設備和工藝方法；實踐證明在多點凸焊、精密焊接、對極性效應敏感的焊接工件等方面，與其它焊機相比高效節能、焊接質量高；在不改變焊機種類情況下大大提高了調整電阻焊機的效率。該方法由于采用次級無整流器，與其它次級有整流器的直流焊機相比每一安培焊接電流可節省O. 6-1瓦特功率；特別是該設備能夠在一臺焊機上具備多種焊接波形輸出及工藝方法，根據需要選擇其一即可，操作簡便，性能精確可靠，同時還有效節約資源，降低生產加工成本。總之，本專利技術是一種全新的電阻焊工藝方法，即脈寬可調的交流直流混合輸出的焊機及焊本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種脈寬可調式交直流逆變電阻焊接的工藝方法，其特征在于實施步驟如下：步驟一：采用焊接設備包括加壓機構、氣路水路、變壓器、機身、焊接電極及焊接控制器；首先，將焊接變壓器裝在機身內，變壓器初級線圈接控制器U、V輸出端，次級通過銅導體和焊接電極固定在加壓機構上，用于壓緊焊接工件；?步驟二：采用脈寬可調式焊接變壓器，次級無整流器；采用脈寬可調式逆變控制器；設計脈寬可調焊接變壓器；根據公式U=4.44?f?N?B?S?10?4；推導出公式：焊接頻率f=U/4.44?N?B?S?10?4；導出計算公式：脈寬t=1000/2?f=2.22?N?B?S?10?1/U；式中：脈寬t是指在焊接電流波形不發生畸變前提下（焊接變壓磁化曲線不飽和）單方向不間斷電流的持續時間；變壓器制造完成后，變壓器鐵芯磁感應強度B（單位特斯拉）、變壓器鐵芯截面積S（單位平方厘米）一定時；調整控制器輸出電壓U（單位伏特），變壓器初級匝數N即可得到相適應的脈寬t（脈寬范圍t=1?500毫秒）；不同的變壓器脈寬有最大值，其脈寬最大值為500ms；根據不同型號焊機變壓器，設計與之相匹配能控制脈寬長短，電壓大小，電壓方向的控制器即脈寬可調焊接控制器；脈寬可調式焊接逆變控制器是將三相電源，通過限流裝置（限流電阻或限流變壓器）以及整流二極管整流、儲能濾波電容器，將交流電變為直流電；再將直流電輸入由IGBT組成的H橋回路中，在主控制電路的控制下從U、V端輸出給焊接變壓器初級脈寬可調電壓；在次級感應出焊接電壓電流；通過該電阻焊機進行以下參數的調整設定：焊接壓力p；可調整的變壓器初級匝數N；脈寬t1；直流正向焊接電流iDC；脈寬t2；反向焊接電流iDC2；交流脈寬t3；交流焊接電流iAC；交流焊接周波數n；以上所述參數限定范圍：P：壓力為0~0.7?MPa；N：焊接變壓器初級匝數N為20~200；?????t1：脈寬（脈沖時間）；范圍0毫秒到500毫秒；iDC：直流正向電流為0~99999A；t2：脈寬（脈沖時間）；范圍0毫秒到500毫秒；iDC2：反向電流2為0~99999A；t3：脈寬（交流部分單向脈沖時間）：?范圍0?50毫秒；n：?交流焊接周波數；iAC：交流焊接電流為0~99999KA；根據公式脈寬t=2.22?N?B?S?10?1/U；歐姆定律：I=U/R；當B、S一定時；調整匝數N，輸入電壓U時可得到脈寬t；所述t1、t2、t3參數不能同時為0；步驟三：通過調整以上焊接參數得到各種對應的焊接電流?脈寬波形圖，以完成包括交直流波形、非對稱變極性波形、直流波形、交流波形、儲能焊波形及低頻焊波形的焊接電流曲線，根據需要選用各波形圖之一對應不同的焊接工藝方法。...

【技術特征摘要】
1.一種脈寬可調式交直流逆變電阻焊接的工藝方法，其特征在于實施步驟如下步驟一采用焊接設備包括加壓機構、氣路水路、變壓器、機身、焊接電極及焊接控制器；首先， 將焊接變壓器裝在機身內，變壓器初級線圈接控制器U、V輸出端，次級通過銅導體和焊接電極固定在加壓機構上，用于壓緊焊接工件；步驟二 采用脈寬可調式焊接變壓器，次級無整流器；采用脈寬可調式逆變控制器；設計脈寬可調焊接變壓器；根據公式u=4. 44*fN*B*S*10-4 ；推導出公式焊接頻率f=U/4. 44*N*B*S*10^4 ；導出計算公式脈寬 t=1000/2*f=2. 22*N*B*S*10_VU ；式中脈寬t是指在焊接電流波形不發生畸變前提下(焊接變壓磁化曲線不飽和)單方向不間斷電流的持續時間；變壓器制造完成后，變壓器鐵芯磁感應強度B (單位特斯拉)、變壓器鐵芯截面積S (單位平方厘米)一定時；調整控制器輸出電壓U (單位伏特)，變壓器初級匝數N即可得到相適應的脈寬t(脈寬范圍t=l-500毫秒);不同的變壓器脈寬有最大值，其脈寬最大值為500ms ； 根據不同型號焊機變壓器，設計與之相匹配能控制脈寬長短，電壓大小，電壓方向的控制器即脈寬可調焊接控制器；脈寬可調式焊接逆變控制器是將三相電源，通過限流裝置(限流電阻或限流變壓器)以及整流二極管整流、儲能濾波電容器，將交流電變為直流電；再將直流電輸入由IGBT組成的H橋回路中，在主控制電路的控制下從U、V端輸出給焊接變壓器初級脈寬可調電壓；在次級感應出焊接電壓電流；通過該電阻焊機進行以下參數的調整設定焊接壓力P ;可調整的變壓器初級匝數N ；脈寬tl ；直流正向焊接電流iDC;脈寬t2 ；反向焊接電流iDC2 ；交流脈寬t3 ；交流焊接電流iAC ；交流焊接周波數η ；以上所述參數限定范圍P :壓力為0 0· 7 MPa ；N :焊接變壓器初級匝數N為2(Γ200 ；tl :脈寬(脈沖時間)；范圍O毫秒到500毫秒；iDC :直流正向電流為(Γ99999Α ；t2 :脈寬(脈沖時間)；范圍O毫秒到500毫秒；iDC2 :反向電流2為(Γ99999Α ；t3 :脈寬(交流部分單向脈沖時間)范圍0-50毫秒；η交流焊接周波數；iAC :交流焊接電流為(Γ99999ΚΑ ；根據公式脈寬 t=2. 22*N*B*S*10^/U ；歐姆定律I=U/R ；當B、S —定時；調整匝數N，輸入電壓U時可得到脈寬t ；所述tl、t2、t3參數不能同時為O ;步驟三通過調...

【專利技術屬性】
技術研發人員：聶蘭民，趙繼華，
申請(專利權)人：天津商科數控設備有限公司，
類型：發明
國別省市：