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微型零件精密电阻点焊电源技术探讨(上)

日期: 2016-02-18
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微型零件精密电阻点焊电源技术探讨(上)

 

  介绍了微型零件常用点焊电源输出的调节原理及特点,试验测试了单相逆变点焊电源和不同频率的三相逆变点焊电源输出的电流波形,探讨了精密电阻点焊的关键技术的发展方向。试验结果表明三相逆变点焊电源比单相稳定,采用较高逆变频率的逆变电阻点焊电源的控制精度高、电流稳定性好。

  

  在电子器件、医疗器械、传感器等产品的制造中,涉及大量小尺寸零件的电阻点焊。尺寸微小使得焊接比较困难,主要问题包括焊接质量不稳定、容易导致零件熔毁、难以形成正常熔合,焊接成品率低,有的零件甚至难以用一般的电阻点焊焊接。

  

  为解决微型零件的电阻点焊问题,电阻点焊技术需向更加精密的方向发展。电阻焊的精密性包括电源的精细调节、参数的精确控制和加压机构的精密稳定等多个方面,多技术集成构成精密电阻焊系统。本文侧重电阻焊电源精细调节技术的探讨。

  

  电阻点焊电源提供电阻焊的电阻加热能量,它的发展中相继出现了单相工频交流点焊电源﹑直流脉冲点焊电源﹑三相低频点焊电源﹑次级整流点焊电源和电容储能式点焊电源,上世纪80年代又出现了逆变式点焊电源[1][2]。用于微型零件焊接的电源主要有单相交流电源、电容贮能电源和逆变电源[3]。逆变电阻点焊电源的调节性显著提高,相比较是一种较好的电源,但就逆变电阻点焊电源本身而言,相互有一定的差别。为实现微型零件的精密焊接,逆变电阻点焊电源技术需得到进一步发展。

 

微型零件常用点焊电源输出调节原理与特点

1.单相工频交流点焊电源

  单相晶闸管点焊电源等效电路和电流波形如图1所示。改变晶闸管的控制角α,便可调节焊接变压器初级电流,控制次级焊接回路的焊接电流。

焊接电流由自由分量和强制分量两部分组成,即:

1.png2.png

 

图1 单相交流点焊电源等效电路及电流波形图

3.png

  

         电流i(t)是不连续的脉动波形,随着晶闸管控制角的增加,不连续性增大。不连续区间焊接区被冷却,造成总能量需求增大,接头易过热。此外,在相同的电流有效值的条件下,脉动电流的峰值相对平缓的直流幅值较高,带来一些微型件点焊的工艺困难。交流电源的电流控制响应的最小时间可达10mS。为适应微型件精密点焊,有的电源设计为带半波控制的单脉冲加热控制功能。

1.2 电容贮能电阻点焊电源

图2为简化的电容贮能电阻点焊电源简化等效电路和电流波形图。电容贮能点焊电源的工作原理是单相或三相交流电经过整流电路转换成直流电,然后向电容器充电。电容器贮藏的电能量:

4.png

式中 W-贮存电能量(J);

     C-电容器容量(F);

     Uc-充电电压(V)。

电容贮能焊机调节焊接电流的方法主要有几种,一是改变贮能电容器组的充电电压,随着贮能电容器充电电压增加,电流峰值增大,但放电电流规律接近不变,总的能量输出增大;其它的方法是改变焊接变压器的匝数比或电容容量,随着变压器初级线圈匝数的减少,电流峰值增大,但通电时间缩短,总的输出能量接近不变;增大电容容量则放电时间增长,总输出能量增加。通常采用第一种调节方法。

电容贮能点焊机热量集中,适合于铜、铝等高导热材料的点焊,在电子工业中应用广泛。其主要

 

5.png

 未完,请看微型零件点焊电源技术探讨(下)部分点击:http://www.jyee.com.cn/sv.aspx?TypeId=123&FId=t8:123:8

 

 

 

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