[精选]130576346462622835第4章:电阻焊设备.pptx
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1、第第4 4章章 电阻焊设备电阻焊设备 4.1 4.1 电阻焊设备分类和组成电阻焊设备分类和组成4.2 4.2 电阻焊设备的主要技术参数电阻焊设备的主要技术参数4.3 4.3 电阻焊设备的电极电阻焊设备的电极4.4 4.4 点焊机器人点焊机器人第第4 4章章 电阻焊设备电阻焊设备4.1 4.1 电阻焊设备分类和组成电阻焊设备分类和组成 电阻焊设备是指采用电阻加热原理进行操作的一种设备。电阻焊设备是指采用电阻加热原理进行操作的一种设备。4.1.1 4.1.1 电阻焊设备的型号编制电阻焊设备的型号编制 例如:例如:DZ/TZ-3100点焊机点焊机凸焊机凸焊机二次整流二次整流三相三相每相额定功率每相额
2、定功率kVAkVAD-D-点焊机;点焊机;T-T-凸焊机;凸焊机;F-F-缝焊机;缝焊机;U-U-对焊机;对焊机;K-K-控制器;控制器;等等其它字母的含义,见表等等其它字母的含义,见表5-15-1P94P94所示。所示。4.1.2 4.1.2 电阻焊设备的组成电阻焊设备的组成 电阻焊设备一般由机械装置、供电装置、控制装置三大局电阻焊设备一般由机械装置、供电装置、控制装置三大局部组成,如图部组成,如图1 1P96P96所示。所示。点凸焊机设备基本组成示意图点凸焊机设备基本组成示意图1.1.加压机构加压机构2.2.焊接回路焊接回路3.3.阻焊变压器阻焊变压器4.4.主电力开关主电力开关5.5.控
3、制器控制器6.6.功率调节机构功率调节机构7.7.冷却系统冷却系统8.8.机身机身图图1 1 点凸焊机设备基本组成示意图点凸焊机设备基本组成示意图缝焊机设备基本组成示意图缝焊机设备基本组成示意图1.1.加压机构加压机构2.2.焊接回路焊接回路3.3.阻焊变压器阻焊变压器4.4.机身机身5.5.功率调节机构功率调节机构6.6.主电力开关主电力开关7.7.控制设备控制设备8.8.传动机构传动机构9.9.冷却系统冷却系统图图2 2 缝焊机缝焊机设备基本组成示意图设备基本组成示意图对焊机设备基本组成示意图对焊机设备基本组成示意图1.1.控制器控制器 2.2.机身机身 3.3.焊接回路焊接回路4.4.固
4、定座板固定座板5.5.加紧机构加紧机构6.6.活动座板活动座板7.7.送进机构送进机构8.8.冷却系统冷却系统9.9.阻焊变压器阻焊变压器10.10.功率调节机构功率调节机构11.11.主电力开关主电力开关图图3 3 对焊机对焊机设备基本组成示意图设备基本组成示意图1.1.机械装置机械装置 机械装置由机身、加压机构机械装置由机身、加压机构点焊机、凸焊机、缝焊点焊机、凸焊机、缝焊机机 、传动机构、传动机构缝焊机缝焊机 、夹紧机构和送进机构、夹紧机构和送进机构对对焊机焊机等组成。等组成。机身要有足够的刚度、稳定性并能满足安装要求;机身要有足够的刚度、稳定性并能满足安装要求;加压机构加压机构应有良好
5、的随动性和可实现的压力曲线应有良好的随动性和可实现的压力曲线不不变、可变变、可变 ;夹紧机构夹紧机构应有足够的夹紧力和接触面积,顶锻时焊件应有足够的夹紧力和接触面积,顶锻时焊件不得打滑,钳口距离和对中位置方便可调;不得打滑,钳口距离和对中位置方便可调;送进机构送进机构应平稳,实现需要的位移曲线和足够的顶锻应平稳,实现需要的位移曲线和足够的顶锻速度和顶锻力。速度和顶锻力。常用的点焊机为适应焊接工艺的要求,加压机构的类型及应用范围见常用的点焊机为适应焊接工艺的要求,加压机构的类型及应用范围见表表1 1P97P97表表1 1常用常用加压机构的类型加压机构的类型名名 称称电极压力电极压力/N/N压力变
6、化曲线压力变化曲线应应 用用 杠杆弹簧传动杠杆弹簧传动30003000不变不变25kVA25kVA以下点焊机以下点焊机电动凸轮传动电动凸轮传动40004000不变不变75kVA75kVA以下点焊机以下点焊机电磁传动电磁传动不变或可变不变或可变小功率精密点焊机小功率精密点焊机交流伺服电极加压交流伺服电极加压可变可变中频点焊机器人中频点焊机器人气压传动气压传动1500015000不变或可变不变或可变1000kVA1000kVA以下点焊机以下点焊机液压传动液压传动35003500不变不变2800kVA2800kVA以下点焊机以下点焊机气压气压-液压传动液压传动90009000不变不变200kVA20
7、0kVA以下悬挂式点焊机以下悬挂式点焊机1 1加压机构加压机构 目前,在联体式或一体式悬挂点焊机中广泛采用的是双行程快速点目前,在联体式或一体式悬挂点焊机中广泛采用的是双行程快速点焊气压传动加压机构。其加压机构如图焊气压传动加压机构。其加压机构如图4 4所示所示 在固定式点焊机中广泛应用汽缸有辅助行程的恒压力气压传动加压机构。在固定式点焊机中广泛应用汽缸有辅助行程的恒压力气压传动加压机构。在铝合金点焊中,常用随动性良好的薄膜气压变压力曲线气压传动加压机在铝合金点焊中,常用随动性良好的薄膜气压变压力曲线气压传动加压机构。构。图4工作原理参照工作原理参照p97p97,图,图5-2b5-2b:2 2
8、传动机构传动机构缝焊机传动方式有缝焊机传动方式有3 3种种:1 1上滚轮电极为主动上滚轮电极为主动多用于纵向缝焊机、万能缝焊机。多用于纵向缝焊机、万能缝焊机。2 2下滚轮电极为主动下滚轮电极为主动多用于横向缝焊机。多用于横向缝焊机。3 3上、下滚轮电极皆为主动上、下滚轮电极皆为主动电极由滚花轮带动,主要用电极由滚花轮带动,主要用于缝焊镀层钢板。于缝焊镀层钢板。按缝焊工艺要求:连续传动,步进传动按缝焊工艺要求:连续传动,步进传动2 2种形式种形式1 1连续传动机构一般用于连续缝焊和断续缝焊;连续传动机构一般用于连续缝焊和断续缝焊;2 2步进传动机构主要应用于步进缝焊机上。步进传动机构主要应用于步
9、进缝焊机上。图图5 5 图图6 63 3夹紧和送进机构夹紧和送进机构 对焊机夹紧和送进机构的类型取决于焊机功率和使用要对焊机夹紧和送进机构的类型取决于焊机功率和使用要求,见表求,见表2 2P103P103,表,表5-45-4。送进机构是使焊件与动夹具一。送进机构是使焊件与动夹具一起移动,实现对焊焊接循环的重要条件之一。起移动,实现对焊焊接循环的重要条件之一。例如在闪光过程中,工件应以一定的规律平稳送进,并例如在闪光过程中,工件应以一定的规律平稳送进,并在顶锻时快速送进和产生必要的变形。气压在顶锻时快速送进和产生必要的变形。气压-液压联合送进机液压联合送进机构常用于中大功率的闪光焊机,图构常用于
10、中大功率的闪光焊机,图7 7所示。所示。在焊接大截面工件或新结构连续闪光对焊机时,为使闪在焊接大截面工件或新结构连续闪光对焊机时,为使闪光过程保持稳定,防止可能产生的瞬间短路现象,采用了振光过程保持稳定,防止可能产生的瞬间短路现象,采用了振动闪光过程,即使动夹具在送进过程中,以一定的振幅和频动闪光过程,即使动夹具在送进过程中,以一定的振幅和频率作前后振动。率作前后振动。图图7 7 类型类型特点特点适用范围适用范围偏心式偏心式手动,操作简单,动作快,但夹紧力小且不手动,操作简单,动作快,但夹紧力小且不稳定稳定25kVA25kVA以下对焊以下对焊机机螺旋式螺旋式手动,夹紧力手动,夹紧力40kN40
11、kN以下;结构简单,工作可以下;结构简单,工作可靠,但操作麻烦,生产效率低靠,但操作麻烦,生产效率低100kVA100kVA以下对焊以下对焊机机杠杆式杠杆式夹紧力夹紧力30kN30kN以下,动作快,大量生产小零件以下,动作快,大量生产小零件较方便较方便100kVA100kVA以下对焊以下对焊机机气压式气压式夹紧力夹紧力20100kN20100kN,动作迅速,生产效率高,动作迅速,生产效率高,容易控制容易控制100200kVA100200kVA以下以下对焊机对焊机注:种类很多还没列完。注:种类很多还没列完。表表2 2 常用的夹紧机构的类型和特点常用的夹紧机构的类型和特点 夹紧机构由静夹具和动夹具
12、组成,并采取有顶座和无顶座两种系统。有夹紧机构由静夹具和动夹具组成,并采取有顶座和无顶座两种系统。有顶座系统可承受较大的顶锻力、而所需夹紧力较小顶座系统可承受较大的顶锻力、而所需夹紧力较小Fc0.4Fc0.40.5Fu0.5Fu;无;无顶座系统可焊接长的零件顶座系统可焊接长的零件平板、钢轨、管子等平板、钢轨、管子等而应用较广。而应用较广。夹紧机构示意图夹紧机构示意图图图8 8 夹紧机构示意图夹紧机构示意图a a有顶座有顶座 b b无顶座无顶座送送送送进进进进机机机机构构构构表表3 3 常用的送进机构的类型和特点常用的送进机构的类型和特点2.2.供电装置供电装置 供电装置又称主电力回路,通常由电
13、阻焊变压器、功率调节机构供电装置又称主电力回路,通常由电阻焊变压器、功率调节机构级数换接器、主电力开关、焊接回路等组成。但在电容储能焊机、直级数换接器、主电力开关、焊接回路等组成。但在电容储能焊机、直流冲击波焊机和三相低频焊机主回路中,还包括一次整流装置、逆变器、流冲击波焊机和三相低频焊机主回路中,还包括一次整流装置、逆变器、和二次整流组件等。和二次整流组件等。1 1供电装置的特点:供电装置的特点:1 1可输出大电流、低电压。输出焊接电流通常在可输出大电流、低电压。输出焊接电流通常在1 1100kA100kA,固定式焊机,固定式焊机输出空载电压通常在输出空载电压通常在12V12V以内,移动式焊
14、机在以内,移动式焊机在24V24V以内。以内。2 2功率大并可方便地进行调节。采用大容量、低漏抗的阻焊变压器作焊功率大并可方便地进行调节。采用大容量、低漏抗的阻焊变压器作焊接电源,如在输油管线的闪光对焊机上,容量最大可达接电源,如在输油管线的闪光对焊机上,容量最大可达6000kVA6000kVA,输出焊,输出焊接电流可达接电流可达1000kA1000kA。同时,为满足工艺要求,通常用改变阻焊变压器一。同时,为满足工艺要求,通常用改变阻焊变压器一次绕组线圈匝数的方法分级调节焊接功率;利用控制设备中次绕组线圈匝数的方法分级调节焊接功率;利用控制设备中“相移控制相移控制器来均匀调节某一级数下的焊接功
15、率。器来均匀调节某一级数下的焊接功率。3 3主电源主电源阻焊变压器阻焊变压器一般无空载运用及负载持续率较低。现行标准一般无空载运用及负载持续率较低。现行标准规定阻焊变压器额定负裁持续率为规定阻焊变压器额定负裁持续率为5050,并依此为设计依据。但是从焊接,并依此为设计依据。但是从焊接生产率特点看,点、凸、对焊机多为生产率特点看,点、凸、对焊机多为2020,而缝焊机可为,而缝焊机可为5050和和l00l00。4 4可提供多种焊接电流波形。由于向焊接区输送的电流波形是与被焊焊可提供多种焊接电流波形。由于向焊接区输送的电流波形是与被焊焊件材质本身热物理性质和使用要求密切相关,是获得优质焊接接头的保证
16、件材质本身热物理性质和使用要求密切相关,是获得优质焊接接头的保证条件,因而对电阻焊工艺过程影响极大。所以,电阻焊机将此作为重要分条件,因而对电阻焊工艺过程影响极大。所以,电阻焊机将此作为重要分类依据。类依据。可分为:工频交流电阻焊机、二次整流电阻焊机、直流冲击波电阻焊可分为:工频交流电阻焊机、二次整流电阻焊机、直流冲击波电阻焊机、三相低频电阻焊机、逆变式电阻焊机和电容贮能电阻焊机。机、三相低频电阻焊机、逆变式电阻焊机和电容贮能电阻焊机。5 5焊机功率选择:材料的性质与尺寸。焊机功率选择:材料的性质与尺寸。各类电阻焊机电气框图及焊接电流波形各类电阻焊机电气框图及焊接电流波形 图图9 9 图图10
17、 10 图图11 11 图图12 12 图图13 13 图图14 14 表表4 4 电阻焊机的特点及应用范围电阻焊机的特点及应用范围2 2阻焊变压器阻焊变压器电阻焊机供电装置的核心。电阻焊机供电装置的核心。其原理和一般电力变压器相同,结构和使用方面的有其特点。其原理和一般电力变压器相同,结构和使用方面的有其特点。阻焊变压器由铁心、一次绕组、二次绕组、绝缘物及夹紧件等组阻焊变压器由铁心、一次绕组、二次绕组、绝缘物及夹紧件等组成。成。调节原理:从变压器理论可知,变压器一、二次电压之比近似调节原理:从变压器理论可知,变压器一、二次电压之比近似等于其绕组的匝数比。等于其绕组的匝数比。3 3焊接回路焊接
18、回路 焊接回路是指电阻焊机中焊接电流流经的回路,也称焊接回路是指电阻焊机中焊接电流流经的回路,也称二次回路,它是供电装置中重要组成之一。二次回路,它是供电装置中重要组成之一。1 1焊接回路结构特点:焊接回路因要传递较大的机械力和焊接回路结构特点:焊接回路因要传递较大的机械力和焊接电流,因此它应满足一定的强度、刚度和发热要求。焊接电流,因此它应满足一定的强度、刚度和发热要求。2 2焊接回路电气特点:在规定的使用要求电极臂伸出长焊接回路电气特点:在规定的使用要求电极臂伸出长度和间距下,应使焊接回路具有尽可能小的短路阻抗。度和间距下,应使焊接回路具有尽可能小的短路阻抗。图图1515 3.3.控制装置
19、控制装置1 1控制装置的主要功能包括:控制装置的主要功能包括:1 1提供信号控制电焊机动作;提供信号控制电焊机动作;2 2接通和切断焊接电流;接通和切断焊接电流;3 3控制焊接电流值;控制焊接电流值;4 4进行故障监测与处理;进行故障监测与处理;2 2控制装置的基本组成:控制装置的基本组成:1 1程序转换定时器用来实现电阻焊焊接循环中个程序段的时间调整。程序转换定时器用来实现电阻焊焊接循环中个程序段的时间调整。2 2相移控制器用来完成焊接功率的均匀调节,即焊接电流的热量控相移控制器用来完成焊接功率的均匀调节,即焊接电流的热量控制。制。3 3触发器和断续器:前者是将触发脉冲耦合输出给后者;断续器
20、是触发器和断续器:前者是将触发脉冲耦合输出给后者;断续器是主电力开关,用以接通和切断主电源与电网的连接。主电力开关,用以接通和切断主电源与电网的连接。4.2 4.2 电阻焊设备的主要技术参数电阻焊设备的主要技术参数 电阻焊设备及其主要构件的设计、制造、试验、出场检电阻焊设备及其主要构件的设计、制造、试验、出场检验等,均需符合相应的电焊机行业现行标准。验等,均需符合相应的电焊机行业现行标准。4.2.1 4.2.1 电阻焊机主要技术要求电阻焊机主要技术要求 P125 P125 表表5-95-94.2.1 4.2.1 电阻焊机主要技术参数电阻焊机主要技术参数 P127 P127 表表5-115-11
21、、5-125-12、5-135-134.3 4.3 电阻焊设备的电极电阻焊设备的电极 电极是电阻焊机上的一个关键易损耗零件,正确选用电电极是电阻焊机上的一个关键易损耗零件,正确选用电极是获得优质接头和提高生产效率的重要手段。极是获得优质接头和提高生产效率的重要手段。电极的功用电极的功用:1 1向焊接区传输电流;向焊接区传输电流;2 2向焊接区传递压力;向焊接区传递压力;3 3导散焊件外表及焊接区的局部热量;导散焊件外表及焊接区的局部热量;4 4调节和控制电阻焊加热过程中的热平衡;调节和控制电阻焊加热过程中的热平衡;5 5将工件定位、夹持于适当位置等。将工件定位、夹持于适当位置等。电极与工件直接
22、接触,所以电极是电阻焊机上的一个关电极与工件直接接触,所以电极是电阻焊机上的一个关键易损耗零件,正确选用电极是获得优质接头提高生产率的键易损耗零件,正确选用电极是获得优质接头提高生产率的重要手段。重要手段。4.3.1 4.3.1 电极材料电极材料对电极材料的要求:对电极材料的要求:1 1有足够的高温硬度与强度,再结晶温度高;有足够的高温硬度与强度,再结晶温度高;2 2有高的抗氧化能力并与焊件材料形成合金的倾向小;有高的抗氧化能力并与焊件材料形成合金的倾向小;3 3在常温与高温都有适宜的导电和导热性;在常温与高温都有适宜的导电和导热性;4 4具有良好的加工性能。实际中常用的电极材料的成分具有良好
23、的加工性能。实际中常用的电极材料的成分及性能可查表参考。及性能可查表参考。表表5 5 常用电极材料的成分及性能局部常用电极材料的成分及性能局部 随着现代工业生产中自动焊机,焊接机器人的大量使随着现代工业生产中自动焊机,焊接机器人的大量使用,电阻焊在高速、高节拍下完成,对电极材料的强度、用,电阻焊在高速、高节拍下完成,对电极材料的强度、软化点和导电性能等提出了更高的要求,颗粒强化铜基复软化点和导电性能等提出了更高的要求,颗粒强化铜基复合材料合材料又称弥散强化铜又称弥散强化铜作为新型电极材料受到重视。作为新型电极材料受到重视。表表6 6 1.1.1.1.点焊电极点焊电极点焊电极点焊电极 图图16
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