電焊機(jī)（electric welding machine）實(shí)際上就是具有下降外特性的變壓器，將220V和380V交流電變?yōu)榈蛪旱?a href="/hebeideji/8002201100046847372.html">直流電，電焊機(jī)一般按輸出電源種類(lèi)可分為兩種，一種是交流電源的；一種是直流電的。直流的電焊機(jī)可以說(shuō)也是一個(gè)大功率的整流器，分正負(fù)極，交流電輸入時(shí)，經(jīng)變壓器變壓后，再由整流器整流，然后輸出具有下降外特性的電源，輸出端在接通和斷開(kāi)時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的電壓變化，兩極在瞬間短路時(shí)引燃電弧，利用產(chǎn)生的電弧來(lái)熔化電焊條和焊材，冷卻后來(lái)達(dá)到使它們結(jié)合的目的。焊接由于靈活簡(jiǎn)單方便牢固可靠、焊接后甚至與母材同等強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)廣泛用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，如航空航天，船舶，汽車(chē)，容器等。
歷史起源
電焊機(jī)的歷史可以追溯到19世紀(jì)末期。1890年，美國(guó)人尼古拉·特斯拉(Tesla)發(fā)明了一種叫做“電弧焊接”的方法，這種方法利用電弧將金屬零件焊接在一起。但是，特斯拉并沒(méi)有將這種方法實(shí)際應(yīng)用于生產(chǎn)中，因此沒(méi)有成為電焊機(jī)的先驅(qū)。
1903年，俄羅斯人謝爾蓋·金(Cailletet)發(fā)明了一種叫做“電渣焊接”的方法，這種方法利用電流提高金屬材料的溫度，使其能夠熔化并焊接在一起。雖然這種方法可以成功焊接金屬，但是它需要很高的溫度，并且焊接無(wú)法精確控制，因此在實(shí)踐中應(yīng)用比較困難。直到1919年，另一位俄羅斯人伊萬(wàn)·斯捷特捷斯基(Strohmenger)發(fā)明了第一臺(tái)真正的電焊機(jī)。他利用了直流電及其弧光發(fā)生的熱效應(yīng)，設(shè)計(jì)了一種可以產(chǎn)生高溫電弧的設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)了金屬的高效焊接。這種電焊機(jī)被廣泛應(yīng)用于船舶制造和鐵路建設(shè)等領(lǐng)域，大大提高了焊接效率。
焊機(jī)經(jīng)歷的發(fā)展階段
晶體管時(shí)代：這個(gè)階段的逆變焊機(jī)主要采用晶體管作為開(kāi)關(guān)器件，具有較高的效率和可靠性。
IGBT時(shí)代：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，逆變焊機(jī)開(kāi)始采用絕緣柵雙極晶體管（IGBT）作為開(kāi)關(guān)器件，具有更高的開(kāi)關(guān)頻率和更低的功耗。
工作原理
常用電焊機(jī)從焊接電流上分有直流、交流、脈沖三類(lèi)，但常用的是交流和直流逆變電焊機(jī)。交流焊機(jī)實(shí)質(zhì)是一個(gè)特殊變壓器，但直流逆變電焊機(jī)要復(fù)雜些，其控制方式現(xiàn)在基本采用變頻式。
電焊機(jī)的主要部件是一個(gè)降壓變壓器，次級(jí)線(xiàn)圈的兩端是被焊接工件和焊條，工作時(shí)引燃電弧，在電弧的高溫中將焊條熔接于工件的縫隙中。由于焊接變壓器有自身的特點(diǎn)，因此其外特性表現(xiàn)為電壓急劇下降的特性，即在焊條引燃后電壓急劇下降；在焊條被粘連短路時(shí)，電壓更是急劇下降。在焊接操作時(shí)，雖然電路中的電流處處相等，但由于各處的電阻不一樣，在不固定接觸處的電阻最大(這個(gè)電阻叫接觸電阻)，根據(jù)電流的熱效應(yīng)定律(也叫焦?fàn)柖?，即Q=IRt可知：在電流相等時(shí)，則電阻越大的部位發(fā)熱越高，因此在焊接時(shí)，焊條的觸頭也就是被接的金屬體的接觸處的接觸電阻最大，則在這個(gè)部位產(chǎn)生的電熱自然也就最多，加之焊條是熔點(diǎn)較低的合金，自然容易熔化。熔化后的合金焊條芯粘合在被焊物體上，冷卻后便把焊接對(duì)象粘合在一塊。
一般直流逆變電焊機(jī)面板上均設(shè)有輸出直流電流調(diào)節(jié)旋鈕。逆變直流電焊機(jī)先是將單相交流220V電壓或三相交流380v電壓進(jìn)行橋式整流、濾波，然后供給功率開(kāi)關(guān)器件進(jìn)行逆變處理。少部分逆變電焊機(jī)先利用555時(shí)基電路等脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生矩形脈沖波，再利用三極管進(jìn)行電流放大，接著用一對(duì)互補(bǔ)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行電壓放大，從而產(chǎn)生高頻信號(hào)，最后利用升壓變壓器進(jìn)行升壓，在二次繞組上得到感應(yīng)交流電。其功率的大小取決于放大電路的放大能力。
現(xiàn)在的逆變電焊機(jī)多采用由IGBT管組成單端正激式逆變電路，其控制系統(tǒng)多采用脈寬調(diào)制芯片SG3525，其逆變頻率為20kHz，可以對(duì)熔滴過(guò)渡細(xì)分為多個(gè)階段進(jìn)行控制，并能進(jìn)行恒流外特性控制。系統(tǒng)在空載時(shí)，由于采用電壓反饋控制，PWM調(diào)制器間斷地輸出脈沖，因間歇振蕩的頻率低且脈沖寬度窄，這樣不但空載損耗小，而且變壓器不易飽和。由于該類(lèi)焊機(jī)采用以脈寬調(diào)制PWM為核心的控制技術(shù)，從而可獲得較好的恒流特性和優(yōu)異的焊接工藝效果。
結(jié)構(gòu)
焊機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括電源部分、控制電路部分、焊接回路部分和外殼部分。
電源
電源部分是焊機(jī)的核心組成部分，主要功能是提供焊接所需的電能。它通常由變壓器、整流器和濾波器組成。變壓器負(fù)責(zé)將電網(wǎng)電壓降低到焊接所需的電壓，以滿(mǎn)足焊接工藝的需求。這個(gè)過(guò)程是通過(guò)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)改變電感線(xiàn)圈匝數(shù)來(lái)改變輸出電壓。整流器的作用是將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為焊接過(guò)程提供穩(wěn)定的電流。常用的整流器有整流管整流器和晶閘管整流器。濾波器的作用是消除電源中的諧波和紋波，以保持電流的穩(wěn)定，提高焊接質(zhì)量。
控制電路
控制電路部分負(fù)責(zé)控制焊接過(guò)程，包括引弧、穩(wěn)弧、送絲和調(diào)節(jié)電流等功能。它是焊機(jī)的“大腦”，通過(guò)接收操作人員的指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接過(guò)程的精確控制。引弧和穩(wěn)弧電路負(fù)責(zé)控制電弧的點(diǎn)燃和穩(wěn)定，以確保焊接電弧的穩(wěn)定燃燒。送絲電路則負(fù)責(zé)控制焊絲的輸送速度和送絲壓力，以保證焊接熔池的填充質(zhì)量。調(diào)節(jié)電流電路則根據(jù)焊接工藝的需要，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)焊接電流的大小，以適應(yīng)不同的焊接材料和厚度。
焊接回路
焊接回路部分包括導(dǎo)電嘴、焊絲和回路PE線(xiàn)等，負(fù)責(zé)傳輸電流和焊絲。導(dǎo)電嘴是連接電源和焊絲的橋梁，它能夠?qū)㈦娏鱾鬏數(shù)胶附z上，同時(shí)也能對(duì)焊絲施加一定的壓力，使其在熔化后順利過(guò)渡到熔池中。焊絲是焊接過(guò)程中重要的填充材料，它通過(guò)導(dǎo)電嘴進(jìn)入熔池，與母材一起形成焊接接頭。根據(jù)不同的焊接方法和材料，可以選擇不同材質(zhì)和直徑的焊絲。回路地線(xiàn)是連接導(dǎo)電嘴和焊接回路的接地線(xiàn)，它能夠?qū)⒑附踊芈返?a href="/hebeideji/7076693054754085227.html">電勢(shì)拉低，防止電弧對(duì)周?chē)h(huán)境造成影響。
外殼
外殼部分作為整個(gè)焊機(jī)的支撐和保護(hù)結(jié)構(gòu)，通常由金屬材料制成。它能夠保護(hù)內(nèi)部的電路和部件不受外界環(huán)境的影響和損壞。同時(shí)，外殼上還會(huì)設(shè)有操作面板、電源開(kāi)關(guān)等方便用戶(hù)操作的控制部件。
分類(lèi)
1、埋弧焊主要焊鋼結(jié)構(gòu)件、橋梁H鋼、工字房大梁等厚的鋼結(jié)構(gòu)材料。
2、氣體保護(hù)焊機(jī)：弧焊、二氧化碳保護(hù)焊，在氣體的保護(hù)下焊機(jī)時(shí)不會(huì)氧化、溶焊牢固、可焊有色金層、可焊薄材料。
3、直流焊機(jī)有二種：一種是交流電機(jī)的基礎(chǔ)下加裝整流元件，還有一種是直流發(fā)電機(jī)。直流焊機(jī)主要焊有色金屬、生鐵為主。交流焊機(jī)主要焊鋼板為主。
4、氬弧焊機(jī)、二氧化碳保護(hù)焊機(jī)、高頻逢焊機(jī)、閃光對(duì)焊機(jī)。氬弧焊機(jī)、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊機(jī)主要可焊2MM以下的薄板及有色金層。閃光對(duì)焊機(jī)主要對(duì)接銅鋁接插件等物體，高頻逢焊機(jī)主要制管廠焊鋼管。
主要特點(diǎn)
1、設(shè)計(jì)合理，自由調(diào)節(jié)。可根據(jù)不同金屬材質(zhì)選用不同檔放電頻率，以達(dá)到最佳修補(bǔ)效果。
2、熱影響區(qū)域小。堆覆的瞬間過(guò)程中無(wú)熱輸入，因而無(wú)變形，咬邊和殘余應(yīng)力。不會(huì)產(chǎn)生局部退火，修復(fù)后不需要重新熱處理。
3、焊補(bǔ)沖擊極小。本焊機(jī)在焊補(bǔ)過(guò)程中克服了普通氬弧焊對(duì)工件周邊產(chǎn)生沖擊的現(xiàn)象。對(duì)沒(méi)有余量的工件加工面也可放心進(jìn)行修補(bǔ)。
4、修復(fù)精度高。堆焊厚度從幾微米到幾毫米，只需打磨，拋光。
5、熔接強(qiáng)高。由于充分滲透到工件表面材料產(chǎn)生極強(qiáng)的結(jié)合力。
6、采用環(huán)精密控制。
應(yīng)用領(lǐng)域
電焊機(jī)在制造業(yè)和其他領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
在制造業(yè)中，電焊機(jī)被廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，如汽車(chē)、機(jī)械、電子產(chǎn)品等。電焊機(jī)是連接金屬部件的重要工具，可以將它們有效地連接在一起，使它們具有更好的穩(wěn)定性和耐用性，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和壽命。在汽車(chē)制造業(yè)中，電焊機(jī)是生產(chǎn)過(guò)程中不可或缺的設(shè)備之一。它被用于車(chē)身、車(chē)架、車(chē)輪等部件的焊接和拼裝。通過(guò)電焊機(jī)焊接的部件能夠提高車(chē)輛的整體性能和安全性，同時(shí)也能提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。
此外，電焊機(jī)在建筑業(yè)中也發(fā)揮了重要作用。在建筑項(xiàng)目中，電焊機(jī)通常被用于鋼結(jié)構(gòu)的焊接、鋼筋的連接以及各種金屬部件的固定。通過(guò)電焊機(jī)可以將不同的金屬部件連接在一起，保證建筑物的穩(wěn)定性和安全性。除了制造業(yè)和建筑業(yè)，電焊機(jī)還被廣泛應(yīng)用于電力、石油、鐵路等行業(yè)中。在這些行業(yè)中，電焊機(jī)主要用于設(shè)備的維修和保養(yǎng)，如管道的焊接、設(shè)備的固定等。通過(guò)電焊機(jī)可以快速、準(zhǔn)確地修復(fù)設(shè)備故障，提高設(shè)備的可靠性和安全性，保證生產(chǎn)過(guò)程的順利進(jìn)行。
發(fā)展趨勢(shì)
電焊機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)受到多種因素的影響，包括市場(chǎng)需求、技術(shù)進(jìn)步、政策法規(guī)等。以下是一些電焊機(jī)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)：
材質(zhì)和工藝
電焊機(jī)在制造過(guò)程中確實(shí)會(huì)涉及到各種不同的材質(zhì)和工藝，以下是電焊機(jī)制造中涉及的主要材質(zhì)和工藝的更詳細(xì)的描述：
金屬材料： 電焊機(jī)的主要部件，如電極、導(dǎo)電嘴、外殼等，通常由金屬材料制成。這些金屬材料不僅需要具有較高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，還需要具備一定的強(qiáng)度和耐腐蝕性。在電焊機(jī)的制造中，常用的金屬材料包括鋼材、銅材、鋁材等。例如，電極通常采用高導(dǎo)電性的銅或銅合金制成，而外殼則通常采用鋼材或鋁合金制成。
非金屬材料： 電焊機(jī)中的一些部件，如絕緣層、密封圈、軸承等，也可以由非金屬材料制成。這些非金屬材料需要具備優(yōu)異的絕緣性能、耐熱性能和機(jī)械性能。在電焊機(jī)的制造中，常用的非金屬材料包括絕緣材料、樹(shù)脂、橡膠等。例如，絕緣層通常采用耐高溫的云母片或樹(shù)脂浸漬紙制成，而密封圈則通常采用耐磨損的橡膠制成。
機(jī)械加工工藝： 電焊機(jī)的制造過(guò)程中涉及到許多機(jī)械加工工藝，如切割、鉆孔、車(chē)削、銑削等。這些工藝能夠?qū)?a href="/hebeideji/2406760764087142318.html">金屬材料加工成所需的形狀和尺寸，以滿(mǎn)足電焊機(jī)的設(shè)計(jì)和使用要求。例如，外殼通常采用車(chē)削和焊接工藝制成，而電極則通常采用銑削和磨削工藝制成。
焊接工藝： 電焊機(jī)的主要功能之一是焊接金屬材料，因此焊接工藝在電焊機(jī)的制造過(guò)程中非常重要。焊接工藝包括熔化焊、壓力焊、焊等，能夠?qū)⒔饘俨牧线B接在一起，形成可靠的焊接接頭。在電焊機(jī)的制造中，常用的焊接工藝包括手工電弧焊、氣體保護(hù)焊、激光焊等。例如，導(dǎo)電嘴和電極通常采用手工電弧焊或氣體保護(hù)焊焊接在一起。
裝配工藝： 電焊機(jī)的制造過(guò)程中還涉及到裝配工藝，即將各個(gè)部件組裝在一起，形成完整的電焊機(jī)。裝配工藝需要考慮到各個(gè)部件的尺寸和配合關(guān)系，以確保電焊機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性。在電焊機(jī)的制造中，常用的裝配工藝包括螺栓連接、軸向裝配、密封裝配等。例如，外殼和電極通常采用螺栓連接在一起，而密封圈則通常采用軸向裝配或密封裝配工藝裝入外殼中。
焊機(jī)操作規(guī)范與安全事項(xiàng)
操作規(guī)程
1、焊機(jī)操作人員必須持證.上崗。
2、每次開(kāi)機(jī)時(shí)，應(yīng)先檢查焊機(jī)是否正常。
3、焊接參數(shù)的應(yīng)在技術(shù)人員的指導(dǎo)下進(jìn)行，不得隨意更改。
4、當(dāng)機(jī)器故障時(shí)，應(yīng)立即關(guān)閉電源，并通知有關(guān)人員前來(lái)處理。
5、應(yīng)定期對(duì)機(jī)器進(jìn)行清潔和其它維護(hù)工作，且每周不少于一次。
6、不用機(jī)器時(shí)，關(guān)閉電源。
安全注意事項(xiàng)
1、使用前power cord及電機(jī)是否有漏電現(xiàn)象。
2、工作前應(yīng)穿戴好規(guī)定的勞保用品。
3、焊接裝過(guò)易燃易爆物品的容器時(shí)，先把容器內(nèi)部清洗干凈，再進(jìn)行焊接工作。
4、機(jī)器應(yīng)置于干燥的地方，露天放置時(shí)應(yīng)加蓋，防止雨淋日曬。工作完畢清理現(xiàn)場(chǎng)，將物件擺放整
參考資料 >
電焊機(jī)的分類(lèi)與工作原理.建筑網(wǎng).2023-11-25
《電焊機(jī)雜志》 數(shù)字期刊 數(shù)字閱讀.中國(guó)知網(wǎng).2023-11-27
電焊機(jī)安全操作規(guī)程和安全注意事項(xiàng).安全管理網(wǎng).2023-11-25