中频逆变直流电阻焊机同其他电阻焊机之比较
中频逆变焊接的优势
中频逆变电阻焊接的优势唐山开元自动焊接装备有限公司刘世权摘要：从中频逆变直流电阻焊电源与工频交流电阻焊电源的原理出发，对它们进行了比较，前者具有更高的焊接控制精度、焊接质量，降低生产成本，节省基础投资。
指出中频逆变直流电阻焊将成为电阻焊行业发展的趋势。
关键词：电阻焊；中频逆变；直流电阻焊是利用电流通过工件及焊接接触面的电阻产生热量，同时对焊接处施加压力进行焊接的一种焊接工艺。
具有生产效率高、成本低、节省材料和易于自动化等特点，被广泛应用于航空、航天、能源、电子、汽车、轻工等工业。
按电源的性质可分为工频交流焊机、次级整流焊机、三相低频焊机、直流冲击波焊机、电容贮能焊机和逆变式焊机等。
逆变电阻焊接电源作为一种新型的控制电源，以其显著的高质低耗的特点成为电阻焊电源的发展方向。
一．控制系统简介1.工频交流电阻焊控制电源采用反向并联的两晶闸管与焊接变压器的初级绕组串联后接入电网，利用触发控制装置，使两晶闸管分别在交流电的正负半周期通电源。
改变晶闸管的导通角，便可实现对焊接变压器次级输出电流的调节。
工频交流电源由于设计原理相对简单、元件生产技术成熟、制造成本较低等在电阻焊电源中占有最多的份额。
2.中频直流电阻焊控制电源中频逆变直流电阻焊控制电源是由三相交流电经整流电路成为脉动直流电，再经由功率开关器件组成的逆变电路变成中频方波接入变压器，降压后整流成脉动较小的直流电供给电极对工件进行焊接。
逆变器通常采用电流反馈脉宽调制（PWM）获得稳定的恒电流输出.以下为工频交流与中频逆变直流焊接原理图比较（图1，图2）图1图2二．优势比较1.中频逆变焊接的优势(1)3相平衡负载3相平衡负载,减少对供电系统功率要求，不对任何单独一相造成尖峰过载，满足优惠电力费率要求。
●功率因素接近1无电感分量,无须调整功率因素，比一般的传统50赫兹SCR电阻焊机60%效率高了许多，因此，产品焊接的能源电力成本显著减小。
●消除对供电电源的污染,是洁净的焊接不必单独提供电源，可以和机器人/焊接工装控制系统在一起使用●减少电源消耗,节能降耗对车间的动力需求低，仅为传统SCR次级整流电阻焊机的三分之二，减少电缆的需要和花费。
电阻焊与各种焊机原理
一、电阻焊定义电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间，并通过电流，利用电流流经接触面及邻近区域产生的电阻热將其加热到熔化或塑性状态，使之形成金属结合的一种方法。
电阻焊是压〔力〕焊的一种。
二、电阻焊的优、缺点1、优点：※熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单。
※加热过程短、热量集中。
故热影响区小，变形与应力也小，通常在焊后不必安排校正和热处理工序。
※不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧、乙炔、氦等焊接材料，焊接本钱低。
※操作简单，易于实现机械化和自动化,改善了劳动条件。
※生产效率高，且无噪声及有害气体，在大批量生产中，可以和其他制造工序一起编到组装线上。
2、缺点※目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和工件的破坏性试验来检查，靠各种监控技术来保证焊接稳定性。
※点、缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重量，且因在两板之间的熔核周围形成夹角，致使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低※设备功率大，机械化、自动化程度较高，使设备本钱较高、维修较困难，并且常用的大功率单相交流焊机不利于电网的正常运行。
三、电阻焊工艺分类※点焊※凸焊※缝焊※对焊３.1、点焊•电阻点焊，简称点焊；将焊件装配成搭接接头，并压紧在两电极之间，利用电阻热熔化母材金属，形成焊点的电阻焊方法。
•点焊是一种高速、经济的重要连接方法，适用于制造可以采用搭接、接头不要求气密、厚度小于3MM的冲压、轧制的薄板构件点焊接头的形成•电阻点焊原理和接头形成,可简述为：将焊件压紧在两电极之间，施加电极压力后，阻焊变压器向焊接区通过强大焊接电流，在焊件接触面上形成真实的物理接触点，并随着通电加热的进展而不断扩大。
塑变能与热能使接触点的原子不断激活，消失了接触面，继续加热形成熔化核心，简称"熔核〞。
•熔核中的液态金属在电动力作用下发生强烈搅拌，熔核内的金属成分均匀化，结合界面迅速消失。
•加热停顿后，核心液态金属以自由能量最低的熔核边界半熔化晶粒外表为晶核开场结晶，然后沿与散热相反方向不断以枝晶形式向中间延伸。
igbt逆变焊机与可控硅整流焊机的区别
IGBT逆变焊机与可控硅整流焊机的区别IGBT逆变焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。
由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。
它与可控硅整流焊机的区别如下：1、可控硅整流焊机是将50HZ的交流电整流成直流电输出，通过改变可控硅的导通角来改变输出大小，输出波形不平滑，所以焊接效果不好，引弧及其他一些控制功能差。
IGBT逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。
50Hz 交流电经全桥整流变成直流，再经过IGBT逆变，将直流电逆变成20~30kHz的中频矩形波，中频变压器降压，经过二次整流后输出，成为稳定的直流，输出波形好，通过PWM脉宽调制或移相控制IGBT逆变器的导通时间，改变输出的大小。
供电弧使用，引弧及焊接电流易于控制。
2、可控硅整流焊机体积大，较为笨重，不便于搬运和移动，而IGBT焊机由于逆变频率高达20~30kHz，所以变压器体积小，重量轻，易于搬运。
3、逆变焊机比可控硅整流焊机省电约30%左右。
4、IGBT逆变焊机控制及主电路较为简单，所以可靠性高，故障点少，易于维修。
5、IGBT控制技术已经非常成熟，是新一代逆变器的主流器件。
但由于焊机电源的工作条件恶劣，频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中，因此IGBT逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题，也是用户最关心的问题。
6、对电网电压的波形影响：电焊机是非线性用电设备。
可控硅整流焊机的谐波产生的原因是由于整流本身有一个阀电压，在小于阀电压时，电流为零(如图所示)。
为了提供平稳的直流电源输出，在电焊机中加入了储能元件（滤波电容和滤波电感），从而使阀电压提高，加激了谐波的产生量。
为了控制焊机的输出电压和电流，在焊机中使用了可控硅，这使得电焊机的谐波污染更严重，而且谐波的次数比较低。
IGBT逆变焊机，在交流变直流过程中产生的谐波与上述的可控硅整流焊机一样，它在直流逆变成交流时又有逆变波形反射到交流电流，因此IGBT逆变焊机产生的谐波分量不仅有低次谐波，还有高次谐波(如图所示)。
中频逆变直流点焊与工频交流电阻点焊技术优势比较
19510.16638/ki.1671-7988.2019.17.071中频逆变直流点焊与工频交流电阻点焊技术优势比较刘芯娟，邵刚（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230022）摘 要：文章介绍了工频交流电阻点焊电源和中频逆变直流电阻点焊电源电路的原理，并对二者的系统进行了比较。
中频逆变直流电阻点焊具有更好的焊接表现、焊接合格率、更轻巧的重量和体积。
此先进技术增加了电阻焊的应用、减少了投入资金并且节省了能源。
从而知道未来电阻焊的发展趋势为中频逆变电阻焊。
关键词：电阻焊；中频逆变；直流中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)17-195-02The Technical Advantage Comparison of MF Inventer DC Resistence Welding and50/60 Hz AC Resistance WeldingLiu Xinjuan, Shao Gang( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Hefei 230022 )Abstract: This paper introduces the circuit principle of MF/DC and 50/60 Hz AC resistance welding power system. Compared with AC system, MF/DC resistance welding system has higher better welding quality, control precision, smaller and lighter transformer. This advanced technology is used widely and will be the trend of resistance welding. Keywords: Resistance welding; MF inverter; DCCLC NO.: TG44 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)17-195-02前言电阻焊是工件通过电极施加压力，利用电流产生电阻热进行焊接的方法。
逆变阻焊技术综述
电阻焊机逆变技术——中频直流、变频交流成都顺泰焊接设备有限公司摘要本文扼要介绍逆变中频、变频电阻焊机原理和实现方法，并对中、变频电阻焊与工频电阻焊机的可焊性（Weld Lobe）进行比较。
解释了电阻焊“四变量”可编程的工程定义及应用实例。
一、原理及实现方法1.1中频电阻焊机的研制背景由于航空航天、汽车制造、五金加工行业对电阻焊接提出越来越多的需求，特别是新材料焊接要求日盛，如：铝合金、热成型钢、高强度钢、铜铝焊接、铜铁焊接等，对电阻焊机的要求也越来越高。
欧美等发达国家自上世纪90年代后期就开始工业化使用逆变电阻焊机以满足新工艺的需求。
目前，流行中频电阻焊组成及工作原理。
如图1示,采用交→直→交，将三相交流电整流成直流（顺变），再将直流经IGBT组成的桥式电路生成新的1000Hz的交流（逆变），输入到中频焊接变压器、中频阻焊变压器与工频阻焊变压器的不同之处是工作频率是1000Hz，所以其体积小且为克服感抗次级要加装整流二极管，将焊接电流转换为直流。
1.2中频电阻焊系统组成及工作原理图一图二。
中频阻焊控制器（逆变器）输出电压波形中频焊接变压器输出电流波形图三。
实际拍摄逆变器输出电压波形焊接变压器输出电流波形注：图三照片是RES公司（美国三大汽车厂认可的第三方测试机构，公司位于美国底特律）中频阻焊控制器测试拍摄的。
中频变压器采用Roman公司TDC6179。
1.3中频控制器的硬件电路1.3.1主电路（功率器件、电容板）图四1.3.2控制电路（编程板、主控板、驱动板）图51.3.3主要技术指标：·逆变方式：AC/DC/MF/DC·频率：1000Hz时间精度：1ms·可编程64套焊接规范·可编程三段加热—预热、焊接（可自定义递增递减段）、回火·可编程热量控制—恒压/恒流/恒功率·可编程压力控制—最多可定义10个压力段·自定义I/O口：与PLC、机器人适配·多种总线模式：方便实现计算机集中控制1.4变频电阻焊机的研制背景普通工频电阻焊机因为单相取电，造成三相用电不平衡；大功率电阻焊机严重恶化电网，且设备的功率因数低。
逆变机与传统变压器电焊机性能比较
逆变电焊机与传统变压器电焊机应用性能比较
珠海市高创力机电设备公司
目录
1。前言 2。焊接设备简介
3。节能分析
4。高创逆变焊机节能降耗的潜力与措施 5。高创产品简介
直流弧焊电源的发展过程
逆变焊机 1978年 IGBT逆变
晶闸管整流焊机 1960年代
MOSFET逆变
硅整流焊机 1950年代末
－－
－－ －－ －－ 184011.856元 －－
1。以0.404千克标准煤／度电计算（用于计算最终消费）；
高创ZX7-400与焊机电气数据对比较
型号 控制方式 额定输入电压。相 数 输入电源频率 额定输入容量 额定输出电流 额定输出电压 额定负载持续率 ZX7-400I-6 － － Hz kVA A V % IGBT逆变 AC380V 3相 50/60 18.2X6 400 39 60 型号 ZXE-6X400 变压器 降压 － Hz kVA A 二极管整流 AC380V 3相 50/60 198 400
高创电焊机发展动向技术特点（软开关）
软开关逆变技术：
采用节能、省材、减少电网污 染的软开关技术是逆变焊机发 展的新动向，它可以在减少资 源浪费的同时减少对电网的污 染。 由于谐振软开关逆变电路与传 统的硬开关逆变电路比较具有 明显的优点，因此，近十年来， 国内外都加大了软开关逆变技 术的研究和推广应用。
安全性能比较
高创逆变焊机 内部自带空载 电压降低电路， 空载时输出电 压为24V以下 的安全电压在 工作环境较差 的仓室及较易 发生空载电压 触电的场所。
传统变压器式电 焊机 空载电压较高 有70V-80V远高于 安全电压容易发 生空载电压电， 加装空载电压降 低装置困难且成 本较高，难以保 证工作安全可靠。
工频、中频焊枪电能比较
铝焊接枪在铝焊接枪在通用美国的应用
--- 研铝焊接枪在通用美国的应用
枪在通用美国应用 铝 用 M研mM
--MILCO铝焊接
1.与通用美国共同研发，成熟的铝焊接技术在通用美国得到广泛的应用。 2.电导率和热导率较高：必须采用较大电流和较短时间， 35000 到40000安培
的电流既有足够的热量形成熔核；又能减少表面过热、避免电极粘附和 电极铜离子向纯铝包复层扩散、降低接头的抗腐蚀性。 3.塑性温度范围窄、线膨胀系数大：必须采用较大的电极压力，焊枪可提供 600Kg~900Kg的电极压力， 电极随动性好，避免熔核凝固时，因过大的内部拉应力而 引起的裂纹。 4.相比较钢而言，MFDC 非常适应铝的阻抗高的特点。
7.中频焊机适用多种材料及异种金属的焊接，如铝合金、不锈钢、高强度钢板等材料。另 外，对于镀锌板和普通多层板的焊接，其焊接质量也远高于工频焊机的焊接质量。而工 频焊机只适应焊接性能好的材料，如低碳钢板。
8.仅为交流变压器1/3的质量和体积,轻便快捷，当运用于机器人点焊操作时，可使机器人 的负荷减轻。
一体式伺服焊枪的优点
1.一体式，体积小，重量轻，免维护。 。 2.提高焊接质量 整个焊接过程中的电极压力可控，其压力调节速度可达200kgf/cycle（10kgf/ms）， 能够很好地避免和抑制飞溅，有效保证和提高焊接质量；在进行管板焊接时，电极压力可调的特性能够减少管的焊
接变形，防止裂纹产生。 3.使用寿命长，1200000次~1500000次。 4.高速化 使电极打开幅度可控，机器人运行轨迹可实现最优化，减少不必要的行程。 3.精准化，安静化 电极运动位置和速度精确可控，实现与工件的软接触，减少冲击噪音，并延长电极寿命。 5.节省成本和投入，提高适应性 采用伺服焊枪电能的消耗成本低于压缩空气的消耗成本，可以达到节能的效果。另外非常适于形状复杂，多处打点
VBC HMS 焊机和其他焊机的对比
VBC HMS InterPulse 焊机和其他焊机的对比一、和常规氩弧焊的对比：1、VBC焊机有3个电流高频电流主电流（峰值）副电流（基值）2、VBC焊机有4个操作模式直流（就只有主电流）脉冲高频高频和脉冲3、VBC焊机可以叠加一个最高20000Hz 的快频。
4、VBC焊机是英国航发公司罗罗的御用焊机，有罗罗的背书。
5、VBC焊机热量输入小，热影响区小，焊缝窄。
热变形小，不易开裂。
6、VBC焊机可以焊单晶、定向晶等难焊材料。
二、和激光焊的对比：1、VBC焊机可以单面焊接双面成型；激光焊背面极易熔不透，导致虚焊；2、VBC焊接强度更高，晶像更稳定；激光焊接过程类似粉末冶金，极易产生显微气泡和裂缝，而这些VBC焊接不存在；3、VBC适应性强，可以手动，自动，半自动；激光焊只能自动；4、VBC焊机的热量甚至比激光焊更低，最小可以0.4安培焊接，而且热量更可控；5、VBC是成熟的焊接工艺装备；激光焊可能还需要10年才能成熟；6、VBC焊机可以完全取代激光焊；三、和等离子、微束等离子的对比：1、VBC焊接比等离子、微束等离子更稳定；等离子焊接不稳定；2、VBC焊机比等离子、微束等离子更容易操作和控制；3、等离子、微束等离子极易从焊机模式变成切割模式，VBC焊机不会；4、等离子、微束等离子极易有漏焊虚焊，VBC焊机不会；7、VBC焊机可以完全取代等离子、微束等离子；四、和电子束的对比：1、成本比电子束焊接低；2、要求比电子束焊接低；3、VBC焊接强度更好，缺陷更少；4、VBC焊机适应性更广，电子束只能做某一类焊接；5、在很多情况下可以取代电子束焊接；。
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中频逆变直流电阻焊机同其他电阻焊机之比较
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中频逆变点焊机
型号：FWT-20000
机器图片展示:
产品描述：
◆每分钟最高可输出焊点1500个；
◆1KHZ、2KHZ、4Khz、8kHz、10KHZ、20KHZ逆变频率，控制精度高，焊接时间可以精确到0.25毫秒或0.125毫秒；
◆LCD显示直观，触摸液晶显示屏，操作方便；
◆恒定电流、恒定电压、恒定功率、定脉宽等控制方式，适合多种材料多种产品焊接；
◆三段放电加热方式，电流缓升缓降控制；
◆设定参数上、下限电流监控；
中频逆变电阻点焊机特点：
1、电流直流输出，焊接电流为脉动直流（且波纹度小）；
2、IGBT逆变频率1～8KHZ，通电时间控制周期为0.125ms，放电时间可任意调节控制；
3、可实时监控电流、电压、功率；
4、具有电流失常、监控值超限、网压超限、过热等故障诊断与报警功能；可极
大减少产品焊接不良率。
5、三段放电设定，带电流缓升缓降功能，可有效解决“飞溅”，更加保证了焊
接的稳定性。
6、电极寿命能有效延长。
节能50%以上。
适用范围：
广泛应用于铜、镍、不锈刚等有色金属和电子器件、精密仪表、低压电器及轻工、家电等行业。
中频逆变直流电阻焊机同其他电阻焊机之比较
中频逆变直流电阻焊机优势
一、目前国际最先进的电阻焊产品
二、具有无可比拟的焊接稳定性；
三、低运行成本：
1.三相电源平衡输入，功率因数高达95％。
2.次级回路几乎没有感应能量损失。
3.较低的焊接电流和电极压力。
4.节约能量达33％以上。
5.电极寿命提高1倍以上，减少电极修磨时间。
6.大幅度节约电力安装和气等辅助设施的安装成本
1)更准确、更快速、更全面地控制和分析焊接参数；
2)更短的焊接时间，提高生产效率。
3)应用于大部分金属材料焊接效果会更好，特别在焊接铝，铝合金和铜等导热性高的金属效果更好，质量更稳定可靠。
中频逆变电源与其它电源的对比
三种焊接电源的原理简图
单相交流点焊机
1.一般用可控硅移相控制。
由于工作频率（50Hz）的限制，其焊接电流的最小调节周期需0.02s（即一个周波）；
2.每个周波都有过零区，特别在小焊接规范时，过零时间可能高达预定焊接时间的50%以上。
热量损失严重，这对于热导性良好的材料（如Al、Cu及其合金）和热强钢等的焊接是极为不利的。
而在连续缝焊的情况下则会限制焊接速度的提高。
3.交流电流在通过焊接区时，由于趋表效应而出现发散现象，显然能量利用不充分。
4.电阻焊的对象大多是钢铁之类的铁磁材料，工件进入焊机的电极臂间就会引起次级回路电感量的变化，引起焊接电流的不稳定，从而导致焊接质量的波动；
5.强大的焊接电流使电极臂受到交变电磁力的干扰，从而导致电极压力的不稳定，影响焊接质量。
电容储能式点焊机
1.焊接时间很短，时间不可调，一般只有0.003~0.006s(通常放电时间不作控制)。
焊点表面氧化和变形很少；
2.特别适用于厚度差别大的材料焊接；
3.输出和输入完全分隔，不受外部电源变化影响，保持恒定功率输出；
4.对大多数材料来说，储能焊机的焊接规范太硬了；
5.电容器寿命相对较短，维护成本高；
三相次级整流焊机
1.输出电流为有少量波动的直流电，交变电磁力的影响很小；
2.三相输入，有利于电网的平衡。
功率因数达:90%；
3.一般用于大功率焊机；
4.一般用可控硅移相控制。
由于工作频率（50Hz）的限制，其焊接电流的最小调节周期需0.02s（即一个周波）；
体积较大，造价比较高。
中频焊机实测的电流波形
中频点焊机的优点
1.普通交流或次级整流焊机中焊接变压器的工作频率与工业电网的频率相同（故可将其称之为工频电阻焊机），而中频逆变电阻焊机。
2.中频点焊机的焊接变压器工作频率则高达1000Hz，这就是两类焊机的根本区别。
正是这种区别使得逆变电阻焊机具有许多独特的优点。
3.交流电阻焊机提供的焊接电流每个周期（20ms）有二次过零，在此期间焊接区不仅没有得到电流加热而且散热过程却没有停止，热量损失严重。
4.逆变电阻焊机输出的是纹波极小的直流电流，没有过零效应，因而在轻合金、耐热钢、精密件、高速缝焊及焊接质量要求高的场合具有不可替代的优势。