电焊机简述及工作原理

普通电焊机简介

电焊机就是一个特殊的变压器。所不同的是变压器接负载时电压下降小,电焊机接负载时电压下降大.这主要是通过调解磁通和串联电感的电感量来实现的，普通电焊机的工作原理和变压器相似，是一个降压变压器。在次级线圈的两端是被焊接工件和焊条，引燃电弧，在电弧的高温中将工件的缝隙和焊条熔接。电焊变压器有自身的特点，就是具有电压急剧下降的特性。在焊条引燃后电压下降；在焊条被粘连短路时，电压也是急剧下降。这种现象产生的原因，是电焊变压器的铁芯特性产生的。电焊机的工作电压的调节，除了一次的220/380电压变换，二次线圈也有抽头变换电压，同时还有用铁芯来调节的，可调铁芯的进入多少，就分流磁路，进入越多，焊接电压越低。虽然电路是闭合的，可正是因为电路是闭合的才使得在整个闭合电路和电流处处相等；但各处的电阻可是不一样的，特别是在不固定接触处的电阻最大，这个电阻在物理中叫接触电阻。根据电流的热效应定律(也叫焦尔定律)，Q=I2Rt可知，电流相等，则电阻越大的部位发热越高，电焊在焊接时焊条的触头也被接的金属体的接触处的接触电阻最大，则在这个部位产生的电热自然也就最多，焊条又是熔点较低的合金，自然的容易熔化了，熔化后的合金焊条芯沾合在被焊物体上后经过冷却，就把焊接对象粘合在一块了。此时，由于焊条提起的瞬间上述间隙极小，焊条和焊件之间的电压又较高（60--70v），再加上述预热使焊条端点和焊件被焊处容易发射电子，结果间隙处的空气被击穿而导电，同时产生耀眼的火花，这就是弧光放电。弧光放电处的温度能达到2000K以上，焊条和焊件被溶化，从而实现了焊接。弧光放电开始后，焊条端点和焊件的电压降（简称电弧电压）为约为30V，电弧形成的负载是电阻性负载。

上述讲的是接触起弧，非接触起弧则需要几千伏的高压。这点请大家注意下！

电焊原理

电焊原理其实就是：由我们常用的220V电压或者380V的工业用电通过电焊机里的减压器降低了电压，增强了电流，利用电能产生的巨大热量融化钢铁，焊条的融入使钢铁之间的融合性更高，还有，电焊条的外层的药皮起了非常大的作用，不信你把药粉敲了看能焊接不.

手工电弧焊使用的电焊条，由药皮和焊芯两部分组成。焊接时，电焊条作为一个电极，一方面起传导电流和引燃电弧的作用，使电焊条与基本金属间产生持续的、稳定的电弧，以提供熔化焊所必需的热量。另一方面，电焊条又作为填充金属加到焊缝中去，成为焊缝金属的主要成分。因此，电焊条的组成物与电焊条质量，将直接影响焊缝金属的化学成分、机械性能和物理性质。另外，焊条对于焊接过程的稳定性、焊缝的外表质量、焊接生产率等也有很大的影响。

焊芯是焊条的金属芯。为了保证焊缝的质量，对焊芯中各种金属元素的含量，都有严格的规定。特别是对有害杂质（如硫、磷等）有严格的限制，焊芯金属的质量应优于母材。

没有药皮的光杆焊条是不能进行电弧焊接的。这是因为电弧稳定性很差，飞溅很大，焊缝成形不好。经过长期实践，逐渐发现在焊芯外面涂上某些矿物原料（即焊条药皮），焊条性能得到很大改善。

焊条药皮

有以下几种作用：

（1）确保电弧稳定燃烧，使焊接过程正常进行；

（2）利用药皮反应后产生的气体，保护电弧和熔池，防止空气中的有害气体（如氮、氧等）侵入熔池，如这些气体侵入会造成焊材产生裂纹和气孔等，使焊接达不到理想效果。

（3）药皮熔化后形成熔渣，覆盖在焊缝表面上保护焊缝金属，使焊缝金属缓慢冷却，有助于气体逸出，

防止气孔产生，改善焊缝的组织和性能；

（4）药皮熔化后会进行各种冶金反应，如脱氧、去硫、去磷等，从而提高焊缝质量，减少合金元素烧损；

（5）通过药皮将所需要的合金元素掺加到焊缝金属中去，改进和控制焊缝金属的化学成分，以获得所希望的性能；

（6）药皮在焊接时形成套管，增加电弧吹力，集中电弧热量，促进熔滴过渡到熔池，有利于完成焊接过程

电焊机主回路

指电焊机中提供功率电源的电路部分

组成器件说明

1、K——电源开关

用以接通（或切断）与市电（220V、50赫兹）的联系

2、 RT——起动电阻

因焊机启动时要给后面的滤波电解电容充电。为避免过大的开机浪涌电流损坏开关及触发空开跳闸，在开机时接入启动电阻，用以限制浪涌电流。正常工作后，启动电阻被继电器短路。实际电路中，为避免因开机浪涌电流冲击肇成启动电阻损坏，起动电阻采用了热敏电阻（PTC和NTC），它们具有良好的耐冲击性。

3、 J1——继电器

开关接通之后，电流通过启动电阻给滤波电解电容充电，当电容电压达到一定值时，辅助电源开始工作提供24V电，使继电器吸合，将启动电阻短路。

4、 DB——硅桥

此硅桥用于一次整流，将市电220V、50赫兹交流电整流后输出308V 的直流电。

5、 C1——电解滤波电容

整流后输出的308V的直流电为脉动直流，此电容起滤平作用

6、 R——放电电阻

在关机以后，滤波电容中存有很高电压，为了安全，用此电阻将存电放掉。

7、 C2——高频滤波电容

在高频逆变中，需要给开关管提供高频电流，而电解滤波电容因本身电感及引线电感的原因，不能提供高频电流，因此需要高频电容提供。

8、 Q——开关管

开关管Q1、Q2、Q3、Q4组成全桥逆变器，在驱动信号作用下，将308V 直流转变成100KHz（10万赫兹）交流电的。

9、 C3——隔直电容

为避免直流电流流过变压器肇成变压器饱而接入此电容。

10、T1——主变压器

变压器的作用是将308V的高压变换成适合电弧焊接所需要的几十伏的低压。

11、D——快速恢复二极管

D5、D6的作用是二次整流，即将100KHz的高频交流电流再次转变成直流电流。

12、L1——电抗器

电抗器具有平波续流作用，可使输出电流变得连续稳定，保证焊接质量。

13、RF——分流器

分流器是用锰铜制成的大功率小阻值的电阻，用于检测输出电流的大小，提供反馈信号。

全桥逆变器工作原理

全桥逆变器每个工作周期分四个时段，分别为t1、t2、t3、t4，其工作原理如下：

t1时段 K1、K4导通， K2、K3关断

电流方向：正极 K1 T C1 K4 地

t2时段 K1、K4、K2、K3关断

无电流

t3时段 K1、K4关断， K2、K3导通

电流方向：正极 K2 C1 T K3 地

t4时段 K1、K4、K2、K3关断

无电流

从上述分析看，在t1与t3时段里，流过变压器T的电流方向正好相反，也就是将直流电变成了交流电。