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ZX7逆变直流手工电焊机一、电焊机的分类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。结构十分简单，就是一个大功率的变压器，电焊机一般按输出电源种类可分为两种，一种是交流电源的；一种是直流电的。是利用电感的原理做成的，电感量在接通和断开时会产生巨大的电压变化，利用正负两极在瞬间短路时产生的高压电弧来熔化电焊条上的焊料，来达到使它们达到原子结合的目的。电焊机的种类有很多（详见附录一），常见的有，手工交流弧焊机，逆变直流手工弧焊机，逆变直流氩弧焊机，逆变气体保护焊机。二、产品简介逆变式直流弧焊机是以大功率开关电子元件（晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT）作为开关元件的逆变式焊条电弧焊机。首先，将50Hz的工频输入电压经整流滤波成为直流电压，然后通过功率电子开关转换成高频的交流电压，再通过变压器将此交流电压变为适合焊接工艺要求的交流电压，最后经整流滤波变为直流焊接电压。通过脉冲宽度调节控制技术（PWM），对输出电流进行控制并调节。由于采用了开关电源逆变技术，焊机重量和体积大幅度下降，效率提高，同时节约了电能消耗。三、产品特点与传统的手工交流弧焊机比较，主要特点如下：1、体积小、重量轻，节省材料，携带、移动方便。2、高效节能，效率可达到80%～90%，比传统焊机节电1/3以上。3、动特性好，引弧容易，电弧稳定，溶池容易控制，焊缝成形美观，飞溅小。4、较高的空载电压和较好的能量推力补偿。5、适合于与机器人结合，组成自动焊接生产系统。6、可一机多用，完成多种焊接和切割过程。四、用途可用于高空作业，野外作业，室内外装修等。焊接不锈钢、合金钢、碳钢、铜和其他有色金属。五、工作条件及环境1、环境条件：海拔不超过1000m环境温度范围：工作状态：－10～＋40℃运输和贮存状态：－25～＋55℃相对湿度：在40℃时≤50%在20℃时≤90%周围空气中灰尘、酸、腐蚀性气体或物质应不超过正常含量，由于焊接过程而产生的除外应放臵于干燥通风处，并防止阳光直射和雨淋2、供电品质：供电电源：3～380V/50Hz电压波动范围＜±15%频率波动范围＜±1%三相电压不平衡率＜±5%使用引擎发电机时：要求发电机输出功率大于焊接电源额定输入功率两倍以上，并具备补偿线圈六、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。是将工频（50Hz）交流电，先经整流器整流和滤波变成直流，再通过大功率开关电子元件（晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT），逆变成几kHz～几十kHz的中频交流电，同时经变压器降至适合于焊接的21-28V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。其变换顺序可简单地表示为：工频交流（经整流滤波）→直流（经逆变）→中频交流（降压、整流、滤波）→直流。即为：AC→DC→AC→DC。因为逆变降压后的交流电，由于其频率高，则感抗大，在焊接回路中有功功率就会大大降低。所以需再次进行整流。这就是目前所常用的逆变电焊机的机制。电流电压经三相主变压器降压，由可控硅元件进行整流，并利用改变可控硅触发角相位来控制输出电流的大小。从整流器直流输出端的分流器上取出电流信号，作为电流负反馈信号，随着直流输出电流增加，负反馈也增加，可控硅导通角减小，输出电流电压降低，从而获得下降的外特性。推力电路是当输出端电压低于15V时，使输出电流增加，特别是短路时，形成外拖的外特性，使焊条不易粘住。引弧电路是每次起弧时，短时间增加给定电压，使引弧电流较大，易于起弧。从以上叙述可以知道，电焊起弧的时候电路是处于短路状态，电压急剧下降，电流需要很大；起弧后要稳弧，这时候焊条和容池的溶液还是短路过渡状态，电压还是下降，电流还是大；过渡完毕后处于正常焊接状态，电压回升，电流下降。起弧电流是电焊机工作在焊接起弧时能够输出的最大电流。推力电流是电焊机焊接时铁水在短路过渡时,焊机另外叠加一电流,使铁水稳定过渡,不易粘条。焊接电流是电焊机正常焊接的时候提供的工作电流。功率开关管的比较常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。其中，晶闸管（可控硅）的开关频率最低约1000次/秒左右，一般不适用于高频工作的开关电路。(1)、场效应管的特点：场效应管的突出优点在于其极高的开关频率，其每秒钟可开关50万次以上，耐压一般在500V以上，耐温150℃（管芯），而且导通电阻，管子损耗低，是理想的开关器件，尤其适合在高频电路中作开关器件使用。但是场效应管的工作电流较小，高的约20A，低的一般在9A左右，限制了电路中的最大电流，而且由于场效应管的封装形式，使得其引脚的爬电距离（导电体到另一导电体间的表面距离）较小，在环境高压下容易被击穿，使得引脚间导电而损坏机器或危害人身安全。由于场效应管的突出优点，用场效应管作逆变器的开关器件时，可以把开关频率设计得很高，以提高转换效率和节省成本,使用高频率变压器以减小焊机的体积，使焊机向小型化，微型化方便使用。但无论弧焊机还是切割机，它们的工作电流都很大。使用一个场效应管满足不了焊机对电流的需求，一般采用多只并联的形式来提高焊机电源的输出电流。这样既增加了成本，又降低了电路的稳定性和可靠性。(2)、IGBT的特点：IGBT即双极型绝缘效应管，其开关频率在20KHz～30KHz之间。但它可以通过大电流（100A以上），而且由于外封装引脚间距大，爬电距离大，能抵御环境高压的影响，安全可靠。由于IGBT的开关频率较低，电流大，焊机使用的主变压器、滤波、储能电容、电抗器等电子器件都较场效应管焊机有很大不同，不但体积增大，各类技术参数也改变了。七、型号含义ZX7-315(IGBT)（国外型号为MMA-315）Z：表示整流式弧焊机。X：表示降特性。7：表示逆变。315：按国标表示焊机的焊接电流大小。IGBT：绝缘门极双极晶体管八、产品参数1、输入电压(V)：初级电压，即接入电焊机的外电压。单相220V±15%/三相3～380V±15%50/60Hz2、额定输入电流(A):在额定的约定焊接状态下，焊接电源输入电流的有效值。3、空载电压(V)：为了满足引弧与安全的需要，空载（焊接）时，要求空载电压约为60～80V，这既能顺利起弧，又对人身比较安全。4、电流调节范围(A)：为了适应不同材料和板厚的焊接要求，焊接电流能从几十安培调到几百安培，并可根据工件的厚度和所用焊条直径的大小任意调节所需的电流值。5、额定输出电压(V)：焊接起弧以后，要求电压能自动下降到电弧正常工作所需的电压，即为工作电压，约为20～40V，此电压也为安全电压。6、推力调节范围(A)：推力电流就是当焊条跟工件快要粘在一起时，焊接电流会自己增加，加速焊条熔化，而不至于跟工件粘在一起，影响焊接工艺和焊接质量。推力电流的另外一个作用就是弧压变小时，增大焊接电流，进而保证输出功率恒定。6、额定负载持续率(X)：给定的负载持续时间与全周期时间之比。这一比值在0～1之间，可用百分数表示；对本部分而言，一个全周期时间为10min。例如，在60%负载持续率时，施加负载6min，接着空载4min。7、空载损耗(W)8、效率9、功率因数10、绝缘等级11、外壳防护等级12、外形尺寸(mm)13、重量(kg)某厂家采用场效应管的ZX7系列逆变直流手工电焊机参数表：某厂家采用IGBT模块的ZX7系列逆变直流手工电焊机参数表：九、产品结构外形图右图与左图相比，增加了推力调节旋钮。结构图以上为采用功率场效应管(MOSFET管)的逆变直流焊机的结构图。因电路设计的差别，各厂家结构不尽相同，但基本构造一致。主要零部件：上板中板底板1、上板上板主要包括辅助电源、控制模块、驱动模块、逆变、反馈给定。2、中板中板主要包括变压器、二次整流、直流输出。3、底板底板主要包括启动保护、一次整流、滤波电路。线路板(PCB板)好坏的区分：另外，好的线路板成品表面没有焊渣，基本没有补焊的痕迹，焊点均匀。各器件的剪脚平齐，布局美观。电源开关电位器焊接电缆插头散热器4、电源开关型号：HY12-9/22A(14A)250VAC5、变压器逆变焊机常用的变压器磁芯采用三种材料：硅钢片、铁氧体和非晶合金。1）硅钢片：在低频场合，硅钢片是最广泛应用的磁芯材料。此材料的特点是饱和磁密度高，价格低廉。磁芯损耗取决于硅钢片的厚度和硅的含量。硅含量越高，电阻率越大，则损耗越小。2）铁氧体：铁氧体是制作高频变压器的主要材料之一。其电阻率大约在106-1012uΩ·cm，适用于几千到几百兆赫的频率之间。3）非晶合金：非晶合金分为铁基、铁镍基、钴基和超微晶合金四大类。各自具有不同的特点，应用场合也不同。钴基非晶合金在高频下的磁芯损耗最低，适用于几十到几百千赫兹的工作频率。铁基非晶合金的磁芯损耗比硅钢片低的多，价格比硅钢高，适用于制造中频和工频变压器。铁镍基非晶合金参数介于铁基和钴基非晶合金之间。具有较低的磁芯损耗和很高的磁导率。超微晶合金适用于20KHz以上，数百千赫兹以下的场合。广泛应用于高频变压器、谐振电感和滤波电感磁芯。6、焊接电流调节电位器型号：WH118-2W-4.7K7、冷却风扇型号：JD9025HS2/DC24V/0.19A8、焊接电缆插头(快速接头)型号：DKJ10-259、散热器材质：铝10、主要电子元器件说明(1)、功率场效应管(MOSFET)MOS场效应管即金属-氧化物-半导体型场效应管（Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect-Transistor)，英文缩写为MOSFET，属于绝缘栅型。是一种单极型的电压控制器件，有驱动功率小、工作速度高、无二次击穿问题，安全工作区域宽等特点。(2)、绝缘门极双极晶体管(IGBT)IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。具有工作速度快，输入阻抗高、驱动电路简单、阻断电压高、电流容量大、安全工作区宽等特点。非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。(3)、集成电路(IC)集成电路（integratedcircuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。(4)、电容电容的符号是C，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。电容器的种类很多，以下是几种常见的电容。铝电解电容(CD)陶瓷电容聚丙烯电容器(CBB)涤纶电容(CL)(5)、电阻电阻的符号是R，电阻的单位是欧姆（ohm），简称欧，符号是Ω。电阻的种类很多，以下是几种常见的电阻。碳膜电阻金属膜电阻贴片电阻热敏电阻压敏电阻插件元器件较多的线路板贴片元器件较多的线路板11、配件(1)、配电箱(2)、电焊钳(3)、焊接电缆(4)、电源线(5)、地线夹(6)、焊条(7)、防护设备：护目镜手套防护服、鞋十、安装及准备1、电源线的连接1）每台机都装有一次电源线，应根据焊机的输入电压将一次线接在相应电压等级上，切勿错接电压等级。2）一次电源要与对应的电源接线柱或插座接触良好，防止氧化。3）用万用表测量一下输入电压值是否在波动范围内。2、输出线的连接1）每台焊机配有两个快速插头，将快速插头前面板的快速插座上，要用力加以旋紧，保证接触良好，否则工作时间长工作电流大的时候将会烧毁插头与插座，这要引起足够的重视。2）焊把线