逆變焊接電源及焊接技術(shù)研究

楊東暉

摘 要：在當(dāng)代的焊接技術(shù)當(dāng)中，除了需要運(yùn)用到一定的先進(jìn)焊接設(shè)備以外，一些時(shí)候還需要運(yùn)用到各種焊接電源，并且不同的焊接電源往往有著不同的適用性，所呈現(xiàn)出來的焊接效果也不一樣，而其中就包括了逆變焊接電源以及它相關(guān)的焊接技術(shù)。文章主要對(duì)逆變焊接電源以及其焊接技術(shù)進(jìn)行了一定的研究，并提出了一部分相對(duì)應(yīng)的完善和發(fā)展內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：逆變；焊接電源；焊接技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.027

進(jìn)入21世紀(jì)以來，社會(huì)正經(jīng)歷著多個(gè)方面的共同改革，其中不僅僅有基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)改革，還伴隨著一定的信息技術(shù)改革，并且出現(xiàn)了最為先進(jìn)的智能控制技術(shù)。而其中的很多內(nèi)容都對(duì)焊接領(lǐng)域造成了最為直接的影響，同時(shí)帶動(dòng)了所有科學(xué)領(lǐng)域的全面發(fā)展，使得他們的研究方向有了本質(zhì)上的改善。在焊接領(lǐng)域的發(fā)展當(dāng)中，本身已運(yùn)用了一定的新技術(shù)，而這些新技術(shù)的運(yùn)用，除了給焊接領(lǐng)域形成了較大的發(fā)展空間，還使得焊接學(xué)科面臨著新時(shí)代的各種挑戰(zhàn)。而在焊接技術(shù)發(fā)展的過程中，出現(xiàn)了相當(dāng)多的先進(jìn)技術(shù)和材料。而焊接結(jié)構(gòu)也在這個(gè)時(shí)期朝著全新的方向進(jìn)行發(fā)展，整體的質(zhì)量變得相當(dāng)輕，而且體積也十分小，強(qiáng)度反而變得更高。此外，由于國內(nèi)微電子技術(shù)和航天領(lǐng)域的不斷發(fā)展，使得焊接技術(shù)必須具有較為穩(wěn)定且焊接的飛濺必須十分小的特征，整體的質(zhì)量也需要相當(dāng)可靠，而這樣的狀況對(duì)整個(gè)焊接電源形成全新的發(fā)展要求[1]。

1 逆變焊接電源的發(fā)展?fàn)顩r

伴隨著時(shí)代的發(fā)展，現(xiàn)代的自關(guān)斷器件不斷的增加，而其功率也在不斷的提升當(dāng)中，甚至涌現(xiàn)出了一些價(jià)格低效率高的開關(guān)器件，而在這些器件的驅(qū)動(dòng)下，其中的保護(hù)模塊進(jìn)行了迅速的更新。弧焊逆變器屬于當(dāng)前時(shí)代的全新逆變器，其經(jīng)歷了最初的晶體管弧逆變器，一直發(fā)展到了現(xiàn)如今的效益晶體弧焊逆變器，并衍生出測全新的IGBT逆變器。而國際上相當(dāng)有名的焊接公司都對(duì)這一逆變器進(jìn)行了研究，并且將逆變焊機(jī)作為主要的研究對(duì)象和產(chǎn)品研制，尤其是西方國家，對(duì)于逆變焊機(jī)的市場爭奪相當(dāng)激烈。而我國現(xiàn)階段的逆變焊機(jī)種類也十分多，其中不僅有基礎(chǔ)的晶體管和場效應(yīng)晶體管，而且包括了IGBT，它們被廣泛的應(yīng)用到了手弧焊機(jī)、CO2焊機(jī)和空氣離子切割機(jī)當(dāng)中。

現(xiàn)階段，我國的產(chǎn)品發(fā)展已將IGBT作為了最為主要的逆變器發(fā)展方向，并且對(duì)于其中的產(chǎn)品優(yōu)化有了相當(dāng)大的關(guān)注度，已在當(dāng)前的市場當(dāng)中進(jìn)行了全面的推廣和應(yīng)用。所出售的逆變焊機(jī)主要是小功率的逆變焊機(jī)，而對(duì)于大功率的逆變焊機(jī)開發(fā)，國內(nèi)仍然沒有較好的策略，并且相比于國外的逆變電源，國內(nèi)依然有著相當(dāng)大的差距。而且逆變技術(shù)的應(yīng)用在焊接的領(lǐng)域當(dāng)中還包括了電阻焊電源。通常而言逆變點(diǎn)焊機(jī)所包括的變壓器十分小，而可以控制的精確度卻相當(dāng)高，能夠用在實(shí)際的精密焊接當(dāng)中具有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿Α０殡S著80時(shí)代出現(xiàn)了逆變點(diǎn)焊機(jī)，西方國家項(xiàng)目推出了各種各樣的焊接產(chǎn)品，并且廣泛的應(yīng)用在汽車、電子產(chǎn)品等領(lǐng)域，逐步建立起了以逆變點(diǎn)焊機(jī)器人為主的焊裝線，使得逆變電阻和逆變電源能夠投入實(shí)際的使用當(dāng)中。

逆變電焊機(jī)主要被應(yīng)用在較小功率的焊接當(dāng)中，并且小功率的焊接點(diǎn)往往都會(huì)在實(shí)際的電子工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中。但是逆變電源的發(fā)展依舊不成熟，需要進(jìn)行深層次的研究和開發(fā)。而很多的逆變電源本身的體積十分小，重量也比較輕，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的節(jié)能省材效果，由于整體的工作頻率相當(dāng)高，因而還需要具有較高的反應(yīng)速度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好的輸出，切實(shí)改善整體的焊接工藝。因而在以后的發(fā)展當(dāng)中，需要將逆變電源完全的運(yùn)用在自動(dòng)化和半自動(dòng)化的焊接設(shè)備當(dāng)中，進(jìn)而使得更多的焊接設(shè)備在選擇配套電源的時(shí)候選用逆變焊接電源[2]。

2 逆變焊接電源以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展

2.1 基礎(chǔ)的開關(guān)元件優(yōu)化

對(duì)于弧焊逆變器而言，功率開關(guān)元件屬于它的核心部件，而且它對(duì)于逆變電源的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化有著最為直接的影響。伴隨著功率開關(guān)元器件的不斷發(fā)展，弧焊逆變器成為了新時(shí)期主要的焊接工具，并且在功率開關(guān)元器件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行著深層次的開發(fā)和優(yōu)化。而它的多樣化發(fā)展也使得逆變焊機(jī)能夠進(jìn)行多種容量以及特性上的開發(fā)，進(jìn)而使得功率元器件可以朝著多樣化的方向發(fā)展。而在這個(gè)時(shí)候，要想提高整個(gè)逆變電源的可靠性，必然需要選擇一些性能較好、可靠性較好的開關(guān)元器件，進(jìn)而簡化當(dāng)前逆變電源當(dāng)中的電路設(shè)計(jì)，充分解決現(xiàn)階段的逆變焊機(jī)大功率的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，進(jìn)而提高逆變電源的可靠性。從當(dāng)前的功率元器件發(fā)展來看，晶體管式的弧焊逆變器將會(huì)逐漸的退出市場，并且完全被最新的IGBT弧焊逆變器所代替。而功率的開關(guān)元器件也在這個(gè)時(shí)期朝著相當(dāng)高的容量化和集成化發(fā)展，并且所具有的功能會(huì)相當(dāng)多，很容易實(shí)現(xiàn)完全的控制。

2.2 磁性材料的相關(guān)發(fā)展

在高頻率的弧焊逆變器當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)使用到一定的磁性器件，而這些磁性器件往往有著相當(dāng)多的全新特點(diǎn)，并且磁性電流往往都是一些非正弦的，其中的磁化效果很可能并不是對(duì)稱的。而在某些電路當(dāng)中需要采取一定的去磁措施，如果磁性材料在較高的頻率當(dāng)中運(yùn)行，則其中的結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)工藝都需要進(jìn)行深層次的完善，而對(duì)于這一方面的內(nèi)容，我國并沒有很好的了解還需要進(jìn)行深層次的拓展。最后，由于大功率弧焊逆變器在使用的過程中，經(jīng)常會(huì)運(yùn)用到高頻率的變壓器，而它的磁化工作本身不太對(duì)稱，因而對(duì)于變壓器的要求相當(dāng)高。

3 結(jié)語

逆變焊接電源以及相關(guān)的焊接技術(shù)在時(shí)代的發(fā)展當(dāng)中，必然會(huì)得到最為廣泛的應(yīng)用，并為當(dāng)前的焊接產(chǎn)生最為高效的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓永全，杜茂華，姚青虎等.逆變焊接電源的特征[J].內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（02）.

[2]段彬，張承慧，孫同景等. 脈沖逆變焊接電源建模與仿真[J].焊接學(xué)報(bào)，2012（04）.