电焊机基础知识

1、主 讲 朱 亮纳联机电营销中心培训部纳联机电营销中心培训部电焊机的简介定 义电焊机电焊机将电能转换为焊接能量的焊机。将电能转换为焊接能量的焊机。电焊机是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和电焊机是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结合的目的。结构简单，就是一个大功率的变压器被焊材料，来达到使它们结合的目的。结构简单，就是一个大功率的变压器。特 点电焊机优点：电焊机使用电能源，将电能瞬间转换为热能电焊机使用电能源，将电能瞬间转换为热能。体积小巧，操作简。体积小巧，操作简 单，使用方便，速度较快，焊接后焊缝结实。单，使用方便，

2、速度较快，焊接后焊缝结实。电焊机缺点：电焊机在使用的过程中焊机的周围会产生一定的磁场，电弧燃烧电焊机在使用的过程中焊机的周围会产生一定的磁场，电弧燃烧 时会向周围产生辐射，弧光中有红外线，紫外线等光种，还有金时会向周围产生辐射，弧光中有红外线，紫外线等光种，还有金 属蒸汽和烟尘等有害物质属蒸汽和烟尘等有害物质。工作原理逆变电焊机主要是逆变器产生的逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新逆变电焊机主要是逆变器产生的逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器，是一种新型的焊接电源。是将工频型的焊接电源。是将工频(50Hz)(50Hz)交流电，先经整流器整流和滤波变成直流，再交流电，先经整流器整流和滤波变成直流

3、，再通过大功率开关电子元件通过大功率开关电子元件( (晶闸管晶闸管SCRSCR、晶体管、晶体管GTRGTR、场效应管、场效应管MOSFETMOSFET或或IGBT)IGBT)，逆变成几，逆变成几kHzkHz几十几十kHzkHz的中频交流电，同时经变压器降至适合于焊接的中频交流电，同时经变压器降至适合于焊接的几十的几十V V电压，再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。电压，再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。电焊机的前景2012012 2年全球共产钢年全球共产钢1 15.75.7亿吨，较亿吨，较20102010年增长年增长10.210.2%。中国以绝对优势稳。中国以绝对优势

4、稳居世界第一产钢国地位，产量近居世界第一产钢国地位，产量近7.27.2亿吨，占全球产量的亿吨，占全球产量的46.346.3%。日本、美。日本、美国和俄罗斯也是重要的产钢国，产量分别为国和俄罗斯也是重要的产钢国，产量分别为1.1.2 2亿吨、亿吨、0.0.9 9亿吨和亿吨和0.70.7亿吨。亿吨。欧盟欧盟2727国产量总和为国产量总和为1.71.7亿吨。中国仍以绝对优势稳居世界第一产钢国地亿吨。中国仍以绝对优势稳居世界第一产钢国地位，成为世界上最大的钢材生产国和消费国。这些庞大钢材要制造成各种位，成为世界上最大的钢材生产国和消费国。这些庞大钢材要制造成各种不同金属构件，才能为工业或民用部门所使用

5、。将钢材制造钢构件，重要不同金属构件，才能为工业或民用部门所使用。将钢材制造钢构件，重要加工艺之一就是焊接，实现焊接就离不开焊机，焊接技术是制造业的重要加工艺之一就是焊接，实现焊接就离不开焊机，焊接技术是制造业的重要组成部分。因此焊机有钢铁缝纫机产美称。我国已成为世界范围内的焊接组成部分。因此焊机有钢铁缝纫机产美称。我国已成为世界范围内的焊接产业大国，我国焊机年需求量达一百万台之多，相关的科研技术人员、操产业大国，我国焊机年需求量达一百万台之多，相关的科研技术人员、操作人员的需求也呈现出供不应求的现象作人员的需求也呈现出供不应求的现象 。电焊机行业的概况我国电焊机行业经过我国电焊机行业经过40

6、40多年的发展壮大，目前已形成一批有一定规模的企多年的发展壮大，目前已形成一批有一定规模的企业，其生产的产品主要包括：手工电弧焊机、电阻焊机、半自动弧焊机、特业，其生产的产品主要包括：手工电弧焊机、电阻焊机、半自动弧焊机、特种焊机以及各类专用成套焊接设备和焊装生产线，如龙门式数控切割机、龙种焊机以及各类专用成套焊接设备和焊装生产线，如龙门式数控切割机、龙门式埋弧焊自动焊机以及焊接专机和焊接机器人，可以基本满足国民经济的门式埋弧焊自动焊机以及焊接专机和焊接机器人，可以基本满足国民经济的需求。需求。 中商情报网监测数据示中商情报网监测数据示:2012:2012年年1-121-12月，全国电焊机的产

7、量达月，全国电焊机的产量达428.09428.09万台，同比增长万台，同比增长6.09%6.09%。我国的焊接设备的制造总体技术上来看还比较低，表现为能耗高、效率低，我国的焊接设备的制造总体技术上来看还比较低，表现为能耗高、效率低，作为传统焊机，无论是普通交流焊机，还是硅整流或可控硅的焊机，主要是作为传统焊机，无论是普通交流焊机，还是硅整流或可控硅的焊机，主要是耗电量大，同时铜材和钢材浪费严重，而且体积大，重量重。目前在各大制耗电量大，同时铜材和钢材浪费严重，而且体积大，重量重。目前在各大制造领域，普通焊机应用仍占很大的份额。造领域，普通焊机应用仍占很大的份额。2007年至年至2010年年国内

8、国内42家主要电焊机厂家各种焊机家主要电焊机厂家各种焊机环型环型图图电焊机行业的发展趋势国内外国内外研究现状研究现状 目前目前我国针对逆变焊割设备的研究，特别是应用上的研究主要还是在硬开关我国针对逆变焊割设备的研究，特别是应用上的研究主要还是在硬开关逆变焊机的研究；而全桥软开关技术的逆变焊机的研究，在国内除一些高校进行逆变焊机的研究；而全桥软开关技术的逆变焊机的研究，在国内除一些高校进行研究之外，很少有企业进行研究的。至于采用嵌入式系统数字化处理与逆变软开关研究之外，很少有企业进行研究的。至于采用嵌入式系统数字化处理与逆变软开关技术相结合的方式设计逆变电源方面研究，除本公司外，目前国内未见类似

9、报道。技术相结合的方式设计逆变电源方面研究，除本公司外，目前国内未见类似报道。 而在日、美、欧等国和地区，而在日、美、欧等国和地区，20kHz左右的弧焊逆变器技术已经成熟，产品的左右的弧焊逆变器技术已经成熟，产品的质量较高且产品已系列质量较高且产品已系列化。化。发展趋势发展趋势 未来我国焊接产业的发展趋势可以概括为一句话，即未来我国焊接产业的发展趋势可以概括为一句话，即“发展高效、自动化、发展高效、自动化、智能型、智能型、节能、环保型节能、环保型的焊接的焊接”。采用计算机控制技术和软件编程控制系统，实现电流、电压采集、显示及控制和各种应用功能的数字化处理，同时通过算法实现对IGBT的控制功能以

10、及过流的及时检测和保护功能。 负载持续率问题。 关关 键键技技 术术用ZVZCS全桥IGB逆变软开关控制主电路，主要是解决IGBT了零电流和零电压的实现问题以及对PWM信号的死区时间控制问题。电焊机的分类电焊机在机械制造等产业中应用非常广泛，根据其不同的特性通常可以分为电焊机在机械制造等产业中应用非常广泛，根据其不同的特性通常可以分为1212种，每种，每种电焊机的应用领域不尽相同，种电焊机的应用领域不尽相同，简单介绍如下：简单介绍如下： (1)(1)交流手工弧焊机：主要焊接交流手工弧焊机：主要焊接2.5MM2.5MM以上钢板以上钢板; ; (2)(2)氩弧焊机：焊接氩弧焊机：焊接2MM2MM以

11、下的合金钢以下的合金钢; ; (3)(3)直流焊机：焊接生铁和有色金属直流焊机：焊接生铁和有色金属; ; (4)(4)二氧化碳保护焊机：焊二氧化碳保护焊机：焊2.5MM2.5MM以下的薄材料以下的薄材料; ; (5)(5)埋弧焊机：焊接埋弧焊机：焊接H H钢、桥架等大型钢材钢、桥架等大型钢材; ; (6)(6)对焊机：以焊索链等环型材料为主对焊机：以焊索链等环型材料为主; ;(7)(7)点焊机：以点击方式将二块钢板焊接点焊机：以点击方式将二块钢板焊接; ; (8)(8)高频直逢焊机：以焊接管子直逢如水管等为主高频直逢焊机：以焊接管子直逢如水管等为主; ;(9)(9)滚焊机：以滚动形式焊接罐底等

12、滚焊机：以滚动形式焊接罐底等; ;(10)(10)铝焊机：专门焊接铝材铝焊机：专门焊接铝材; ; (11)(11)闪光压焊机：以焊铜铝接头等材料闪光压焊机：以焊铜铝接头等材料; ; (12)(12)激光焊机：可以焊接三极管内部接线。激光焊机：可以焊接三极管内部接线。MMA/ZX7MMA/ZX7逆变直流手工焊机MMA/ZX7MMA/ZX7逆变直流手工焊机逆变焊机工作原理工作过程为：工频交流直流高频交流变压直流工频交流直流高频交流变压直流逆变与整流是两个相反的概念，整流是把交流电变换为直流电的过程，而逆变则是逆变与整流是两个相反的概念，整流是把交流电变换为直流电的过程，而逆变则是把直流电改变为交流

13、电的过程，采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机。逆变过程把直流电改变为交流电的过程，采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机。逆变过程需要大功率电子开关器件，采用需要大功率电子开关器件，采用绝缘栅双极晶体管绝缘栅双极晶体管IGBTIGBT作为开关器件的的逆变焊作为开关器件的的逆变焊机称为机称为IGBTIGBT逆变焊机。逆变焊机。 MMA/ZX7MMA/ZX7逆变直流手工焊机优 点体积小、重量轻，节约制造材料，携带、移动方便。体积小、重量轻，节约制造材料，携带、移动方便。节能、高效节能、高效动特性好、控制灵活动特性好、控制灵活输出电压、电流的稳定性好输出电压、电流的稳定性好缺 点逆变焊割设备缺点主要为涉

14、及的电子元器件较多，结构复杂，产品生产过程中逆变焊割设备缺点主要为涉及的电子元器件较多，结构复杂，产品生产过程中的调试、检测、参数设定难度较大。的调试、检测、参数设定难度较大。MMA/ZX7MMA/ZX7逆变直流手工焊机备注：年耗电量按每年工作 245天，每天工作 8小时（负载持续率60%，负载 4.8小时，空载 3.2小时）计算；电费按0.79元/度计算。经测算，以400A焊机为例，一台逆变焊机每年可节电 16,825度，节约电费13,292元。MMA/ZX7MMA/ZX7逆变直流手工焊机发展趋势当前当前1515100kHz 100kHz 的逆变焊割技术已经成熟，产品的质量较高，已形成系列化

15、产品。未来逆变的逆变焊割技术已经成熟，产品的质量较高，已形成系列化产品。未来逆变焊割设备的总体发展趋势是向着自动化、高效率、智能化、模块化、轻量化发展，并以提高性焊割设备的总体发展趋势是向着自动化、高效率、智能化、模块化、轻量化发展，并以提高性能、可靠性及拓宽用途为核心，广泛应用于各种焊接、切割等工艺中。逆变焊割技术的未来发能、可靠性及拓宽用途为核心，广泛应用于各种焊接、切割等工艺中。逆变焊割技术的未来发展趋势有：展趋势有：产品设计往标准化、模块化、平台化方向发展，降低技术开发成本，缩短产品开发与生产周产品设计往标准化、模块化、平台化方向发展，降低技术开发成本，缩短产品开发与生产周期。期。研制

16、专用、成套逆变焊割设备，为汽车总装、集装箱焊接、船舶制造等特定行业用户提供专研制专用、成套逆变焊割设备，为汽车总装、集装箱焊接、船舶制造等特定行业用户提供专业、高效的焊割解决方案。业、高效的焊割解决方案。 通过提高频率、采用高性能磁体、降低主要器件的功耗、优化结构等，使逆变焊割设备进一通过提高频率、采用高性能磁体、降低主要器件的功耗、优化结构等，使逆变焊割设备进一步小型化、集约化。步小型化、集约化。 研制和生产数字控制的逆变焊割设备，提高设备的焊接精度、可靠性和一致性。研制和生产数字控制的逆变焊割设备，提高设备的焊接精度、可靠性和一致性。掌握核心技术并实现规模生产的企业只有掌握核心技术并实现规

17、模生产的企业只有唐山松下、瑞凌、奥太、佳士、北京时代唐山松下、瑞凌、奥太、佳士、北京时代等少数几家，等少数几家，这些企业在业内已确立了较高声誉，其发展速度大大高于行业平均水平，随着市场拓展深入，品这些企业在业内已确立了较高声誉，其发展速度大大高于行业平均水平，随着市场拓展深入，品牌影响力持续提高，市场份额将逐步向优势企业集中，行业竞争将趋于充分。近几年，牌影响力持续提高，市场份额将逐步向优势企业集中，行业竞争将趋于充分。近几年， 生产焊割生产焊割设备的外资企业逐步进入我国。这些企业主要是来自日本、美国、欧洲、韩国等国家和中国台湾设备的外资企业逐步进入我国。这些企业主要是来自日本、美国、欧洲、韩国等国家和中国台湾地区的制造商，如地区的制造商，如日本松下、美国的林肯和米勒、瑞典的伊萨日本松下、美国的林肯和米勒、瑞典的伊萨。外资企业产品主要应用