[发明专利]脉宽可调式交直流逆变电阻焊接的工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电阻焊接的工艺方法，特别涉及一种脉宽可调式交直流逆变电阻焊接的工艺方法。

背景技术

目前，传统的电阻焊设备及工艺方法分为：

（1）工频交流电阻焊；

（2）直流电阻焊（次级有整流器的工频直流，中频直流）；

（3）电容储能电阻焊；

（4）低频电阻焊。

传统的焊接设备是，一种电阻焊设备具有相对应的一种输出波形及焊接工艺特性；如对应上述四种输出波形及焊接工艺特性则需配备四种不同的焊接设备；其中任何一种焊接设备均不具备其两种或两种以上焊机的输出波形；且直流电阻焊须在次级安装整流器整流，这就在选择电阻焊设备及制定工艺时存在一定的局限性；当工件结构和材质发生变化时，必须采用不同类型的电阻焊机及焊接方法才能获得合格的焊接质量。

在实施中，由于传统的电阻焊接设备的单一输出波形及工艺特性；这样对一些特殊结构的工件，如多点凸焊、高速点焊、精密焊接，在选择焊机、调整焊机参数时需针对不同的焊机操作，这样会直接影响焊接设备选型和焊接工艺方法的制定。

因此，对一些特殊结构的工件和焊接材料，为保证焊接后的内在和外观品质提供一种多特性焊接设备及工艺方法，是该领域技术人员应着手解决的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述焊机单一特性不足之处，提供一种设计合理、性能可靠、效果显著、适用多种输出波形的电阻焊设备的脉宽可调式交直流逆变电阻焊接的工艺方法。

为实现上述目的本发明所采用的技术方案是：一种脉宽可调式交直流逆变电阻焊接的工艺方法，其特征在于实施步骤如下：

步骤一：

采用焊接设备包括加压机构、气路水路、变压器、机身、焊接电极及焊接控制器；首先，将焊接变压器装在机身内，变压器初级线圈接控制器U、V输出端，次级通过铜导体和焊接电极固定在加压机构上，用于压紧焊接工件； 

步骤二：

采用脉宽可调式焊接变压器，次级无整流器；

采用脉宽可调式逆变控制器；

设计脉宽可调焊接变压器；根据公式U=4.44·f·N·B·S·10^-4；

推导出公式：焊接频率f=U/4.44·N·B·S·10^-4；

导出计算公式：脉宽t=1000/2·f=2.22·N·B·S·10^-1/U；

式中：脉宽t是指在焊接电流波形不发生畸变前提下（焊接变压磁化曲线不饱和）单方向不间断电流的持续时间；

变压器制造完成后， 变压器铁芯磁感应强度B（单位特斯拉）变压器铁芯截面积S（单位平方厘米）一定时；调整控制器输出电压U（单位伏特），变压器初级匝数N即可得到相适应的脉宽t（脉宽范围t=1-500毫秒）；不同的变压器脉宽有最大值，本发明的脉宽最大值为500ms；根据不同型号焊机变压器，设计与之相匹配能控制脉宽长短，电压大小，电压方向的控制器即脉宽可调焊接控制器；

脉宽可调式焊接逆变控制器是将三相电源，通过限流装置（限流电阻或限流变压器）以及整流二极管整流、储能滤波电容器，将交流电变为直流电；再将直流电输入由IGBT组成的H桥回路中，在主控制电路的控制下从U、V端输出给焊接变压器初级脉宽可调电压；在次级感应出焊接电压电流；

通过该电阻焊机进行以下参数的调整设定：

（1）焊接压力p；

（2）可调整的变压器初级匝数N；

（3）脉宽t1；

（4） 直流正向焊接电流iDC；

（5）脉宽t2；

（6）反向焊接电流iDC2；

（7）交流脉宽t3；

（8）交流焊接电流iAC；

（9）交流焊接周波数n；

以上所述参数限定范围：

P： 压力为0~0.7 MPa；

N：焊接变压器初级匝数N为20~200；     

t1：脉宽（脉冲时间）；范围0毫秒到500毫秒；

iDC：直流正向电流为0~99999A；

t2：脉宽（脉冲时间）；范围0毫秒到500毫秒；

 iDC2：反向电流2为0~99999A；

t3：脉宽（交流部分单向脉冲时间）： 范围0-50毫秒；

n：交流焊接周波数；

iAC：交流焊接电流为0~99999KA；

根据公式脉宽t=2.22·N·B·S·10^-1/U；