程方勇 黎新龍

摘 ? 要：隨著當(dāng)今社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)也在不斷提升，各種先進(jìn)的設(shè)備開始被應(yīng)用到了工業(yè)生產(chǎn)之中。在點(diǎn)焊工藝之中，逆變直流點(diǎn)焊機(jī)和工頻交流點(diǎn)焊機(jī)都是十分常用的機(jī)械設(shè)備，本文就通過實(shí)驗(yàn)的方式對逆變直流點(diǎn)焊機(jī)以及工頻交流點(diǎn)焊機(jī)對于焊接質(zhì)量的影響進(jìn)行分析，希望本次的分析可以對當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)之中焊接技術(shù)與質(zhì)量的提升有所幫助。

關(guān)鍵詞：焊接工藝 ?逆變直流點(diǎn)焊機(jī) ?工頻交流點(diǎn)焊機(jī) ?焊接質(zhì)量

中圖分類號：TG43 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）04（c）-0081-02

在當(dāng)今的點(diǎn)焊工藝之中，逆變直流點(diǎn)焊機(jī)與工頻交流點(diǎn)焊機(jī)的應(yīng)用都十分廣泛。但是隨著焊接工藝的不斷發(fā)展，越來越多的人開始注意逆變直流點(diǎn)焊機(jī)和工頻交流點(diǎn)焊機(jī)對于焊接質(zhì)量的影響?；谶@一情況，本文通過實(shí)驗(yàn)和對比的方法來分析這兩種不同的點(diǎn)焊機(jī)械對于焊接質(zhì)量的影響。

1 ?逆變直流點(diǎn)焊機(jī)和工頻交流點(diǎn)焊機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

在國內(nèi)外傳統(tǒng)的焊接工藝之中，應(yīng)用最為廣泛的點(diǎn)焊機(jī)就是工頻交流點(diǎn)焊機(jī)，但是隨著焊接工藝和焊接技術(shù)的不斷發(fā)展，逆變直流點(diǎn)焊機(jī)在焊接工藝之中也開始得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并在焊接工藝之中發(fā)揮出了充分的優(yōu)勢。

工頻交流點(diǎn)焊機(jī)有著很低的功率因數(shù)，其焊接電流是與正弦波類似的50Hz交流電，但是在焊接過程中，每秒100次的過零現(xiàn)象時常出現(xiàn)。在工頻交流點(diǎn)焊機(jī)的實(shí)際應(yīng)用過程中，其電流大小可以通過周波導(dǎo)通角的變化來實(shí)現(xiàn)，電流越小，周波導(dǎo)通角也就會越小，而電流的波形也就會變得更加不連續(xù)，這樣的情況將會直接影響到焊接加熱的連續(xù)性。

逆變直流點(diǎn)焊機(jī)則是通過電流反饋脈寬的調(diào)節(jié)來保持電流的穩(wěn)定輸出，因?yàn)槟孀兊念l率很高，所以相比較工頻交流點(diǎn)焊機(jī)而言，逆變直流點(diǎn)焊機(jī)的控制分解能力以及響應(yīng)速度都更加優(yōu)越，這對于焊接質(zhì)量的控制將會十分有利。同時，通過逆變直流的方式，可以更加精準(zhǔn)地控制焊接時間，同時也可以讓焊接電流的有效值更好地適應(yīng)時間變化，這對于焊接質(zhì)量的控制也十分有利。另外，由于逆變直流點(diǎn)焊機(jī)所輸出的焊接電流為直流，所以焊接過程中的熱量也就更具連續(xù)性，可保持加熱溫度的持續(xù)上升，進(jìn)而提升加熱效果，所以就加熱效果而言，逆變直流點(diǎn)焊機(jī)也有著更大的優(yōu)勢[1]。

但是在實(shí)際的焊接工藝之中，很多的條件都會產(chǎn)生相互的影響作用，進(jìn)而在彼此的影響作用之下相互變化。因此，要想深入研究逆變直流點(diǎn)焊機(jī)和工頻交流點(diǎn)焊機(jī)對焊接質(zhì)量的影響，還需要對各種參數(shù)同時變化情況之下的影響進(jìn)行分析。

2 ?逆變直流點(diǎn)焊機(jī)和工頻交流點(diǎn)焊機(jī)對焊接質(zhì)量的影響分析

2.1 實(shí)驗(yàn)方法

在進(jìn)行點(diǎn)焊工藝的實(shí)驗(yàn)過程中，主要的參數(shù)有三個，其一是焊接的電流I，其二是通電的時間t，其三是電極的壓力F。因此在實(shí)驗(yàn)過程中，首先需要對這三個參數(shù)的變化范圍進(jìn)行確定，然后在這個確定的范圍之內(nèi)通過正交設(shè)計(jì)法來進(jìn)行焊接，待焊接完畢之后，再將所有的焊點(diǎn)一一撕開，對熔核直徑進(jìn)行測量，并做好飛濺情況的記錄，最后對逆變直流點(diǎn)焊機(jī)和工頻交流點(diǎn)焊機(jī)焊接性能的差異進(jìn)行評價，其評價的標(biāo)準(zhǔn)也有三個，其一是接頭的拉剪強(qiáng)度，其二是飛濺率，其三是未焊合率[2]。

2.2 材料及設(shè)備選擇

在本次的實(shí)驗(yàn)之中，主要選擇了天津七所高科技公司生產(chǎn)的新型逆變直流點(diǎn)焊機(jī)和Pamasonic YR-700CM2型工頻交流點(diǎn)焊機(jī)。電極選擇的是ZrCrCu合金的C型電極，其球面半徑是50mm，選擇的工件是A3型的鋼板，其尺寸是1×20×75。

2.3 實(shí)驗(yàn)方案

本次實(shí)驗(yàn)是將以往的類似實(shí)驗(yàn)作為基礎(chǔ)，在主要的參數(shù)確定時，將焊接電流I確定為9kA，將通電的時間t確定為6周，將電極的壓力F確定為2940N。將這一組作為基礎(chǔ)組，在實(shí)驗(yàn)過程中，焊接電流I的波動范圍是2kA，通電時間t的波動范圍是2周，電極壓力F的波動范圍是980N，各取兩點(diǎn)來作為實(shí)驗(yàn)參數(shù)的變化空間。通過這樣的形式，就形成了一個由三種因素、三個水平組成的正交試驗(yàn)，然后通過形式的正交試驗(yàn)表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。表1就是本次試驗(yàn)的具體安排。

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在實(shí)驗(yàn)過程中，首先根據(jù)表1之中的安排，對兩種點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行焊接實(shí)驗(yàn)，然后分別進(jìn)行焊件的剪切實(shí)驗(yàn)，對剪切荷載分別進(jìn)行測量，同時對飛濺情況以及未焊合情況分別進(jìn)行觀察和記錄。具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

2.5 焊接工藝性能比較分析

飛濺率比較如果根據(jù)飛濺情況的大小對其進(jìn)行劃分，我們主要可以將飛濺率劃分為四個等級，其一是大飛濺，其二是中等飛濺，其三是小飛濺，其四是無飛濺，其權(quán)值分別為一、二分之一、三分之一和零。通過以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在本次的9組實(shí)驗(yàn)之中，逆變直流點(diǎn)焊機(jī)只有一個出現(xiàn)了小飛濺，由此可以對其飛濺率進(jìn)行計(jì)算：

而工頻交流點(diǎn)焊機(jī)則出現(xiàn)了2個大飛濺和1個中等飛濺，其權(quán)值為：

由此可以對其飛濺率進(jìn)行計(jì)算：

由此可見，工頻交流點(diǎn)焊機(jī)的飛濺率比逆變直流點(diǎn)焊機(jī)的飛濺率高出很多。

未焊合率的定量指標(biāo)十分簡單，出現(xiàn)則為1，未出現(xiàn)則為0。通過實(shí)驗(yàn)可知，在應(yīng)用逆變直流點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行焊接的過程中，9組實(shí)驗(yàn)僅僅有一個未焊合，所以其未焊合率為：

而在應(yīng)用工頻交流點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行焊接的過程中，9組實(shí)驗(yàn)之中有4個未焊合，所以其未焊合率為：

由此可見，相比較逆變直流點(diǎn)焊機(jī)而言，工頻交流點(diǎn)焊機(jī)的未焊合率高出很多。

3 ?結(jié)語

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用逆變直流點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行焊接的過程中，其平均強(qiáng)度會比應(yīng)用工頻交流點(diǎn)焊機(jī)的平均焊接強(qiáng)度高出一些，且飛濺率和未焊合率都會低很多。由此可見，逆變直流點(diǎn)焊機(jī)比工頻交流點(diǎn)焊機(jī)對焊接質(zhì)量的影響要小。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄧璟睿，朱才青，江偉， 等.逆變直流電阻點(diǎn)焊電源功率因數(shù)研究[J].機(jī)電工程技術(shù)，2019（9）：81-84.

[2] 珠海市持久電子科技有限公司.基于逆變式點(diǎn)焊機(jī)的電路控制系統(tǒng)：CN201821579218.7[P].2019-05-03.