手工晶体逆变器

逆变焊机是什么意思?

逆变是把直流电改变为交流电的过程，采用逆变技术的弧焊电源称为逆变焊机

逆变焊割的优点

①体积小、重量轻，节约制造材料，携带、移动方便。

弧焊逆变器的基本特点是工作频率高，由此而带来很多优点。这是因为变压器，无论是原绕组还是副绕组，其电势E与电流的频率f、磁通密度B、铁芯截面积S及绕组的匝数W有如下关系：

E=4.44fBSW

而绕组的端电压U近似地等于E，即：

U≈E=4.44fBSW

当U、B确定后，若提高f，则S减小，W减少，因此，变压器的重量和体积就可以大大减小。

由于逆变焊割设备中的逆变频率远远高于工频（是工频的300～2000倍），因此，其变压器的体积和重量会大大减小。同理，工作频率大幅度提高，电抗器的体积和重量也会大幅度减小。

变压器和电抗器体积、重量的大幅度减小，使逆变焊割设备本身的体积和重量大幅度减小，重量仅为传统焊机的 1/10～1/5，方便生产、运输和使用，并能在焊割设备制造中大量节约金属材料（主要为铜、硅钢片、铝等）的耗用。

②节能、高效

逆变焊割设备变压器和电抗器的体积和重量大大减小，相应的功率损耗(主要为铁心磁损耗和导线耗能)也随之大幅减小，其有效功率输出可达到 82%～93%。而传统焊割设备的有效功率输出只有 40%～60%，严重浪费电力资源。

③动特性好、控制灵活

逆变焊割设备采用电子驱动半导体功率器件，可以在微秒级的时间范围精确控制电流的大小，控制精度的提高大幅提升了焊割精度，可以满足各种弧焊方法的需要。 传统焊割设备的焊接电流只能通过手动调节变压器的抽头和铁芯进行粗略调整，导致电弧稳定性较差，无法对焊接过程进行准确控制，对焊缝成形、飞溅量的控制较差，难以满足制造业焊接精细化要求。

④输出电压、电流的稳定性好

逆变焊割设备抗干扰能力强，不易受电网电压波动和温度变化的影响。传统焊割设备采用交流电源，由于电流和电压方向频繁改变，每秒钟电弧要熄灭和重新引燃100～120次，电弧不能连续稳定燃烧，使得工件加热时间较长，降低了焊缝的的强度，难以满足高质量焊接的要求。

逆变焊割缺点

逆变焊割设备缺点主要为涉及的电子元器件较多，结构复杂，产品生产过程中的调试、检测、参数设定难度较大。与传统焊割设备对比

逆变焊割设备与传统焊割设备相关指标对照如下：　

序号 传统焊割设备 逆变焊割设备

1 效率约40%～60%。 高效、节能，效率可达 80%以上。

2 工艺性能较差；引弧困难，粘连，维弧性能

差；电流调节范围窄，电弧不温和、飞溅大；

焊缝成形一般，抗拉强度不高。 工艺性能优良；引弧容易、不粘连、

维弧性能好；电流调节范围宽，电

弧温和、飞溅小；焊缝成形美观，

抗拉强度高。

3 体积大，重量大，笨重。 体积小，重量轻，体积仅为传统焊

机的1/5到1/3，携带及操作方便。

4 性能价格比低。 产品价格合理，性能价格比高。

5 噪音高，电磁干扰强。 噪音低，电磁干扰较小。

　以工业生产中常用的 400A手工焊机进行比较，传统交流焊机与逆变焊机的具体数据如下表：

对比项目 传 统 交 流 弧 焊 机

（BX1-400） 逆变焊机（瑞

凌ZX7-400G 对比结果

主变压器工作频率（Hz） 50 15,000 15,000

额定输入功率（KW） 22.432 10.953 额定输入功率少 51%

空载损耗（W） 3,230 228 减少损耗 93%

效率（%） 65.39 84.53 效率提高 29%

功率因数（COSφ ） 0.722 0.915 功率因数提高 27%

年耗电量（度） 28,912 13,059 节电 55%

外形尺寸（mm） 610*410*532 480*230*390 体积约为 1/3

铜线长度（m） 263.7 8.2 长度约为 1/32

铜线重量（kg） 41.7 1.027 重量约为 1/40

主变压器重量（kg） 65 2.065 重量约为 1/31

机器总重量（kg） 75 20 重量约为 1/4

主要材料 铜、钢等金属材料占

整机成本90%以上 电子元器件

占整机成本

约 50% 每台节约铜 41公斤、钢25 公斤

备注：年耗电量按每年工作 245天，每天工作 8小时（负载持续率60%，负载 4.8小时，

空载 3.2小时）计算；电费按0.79元/度计算。

经测算，以400A焊机为例，一台逆变焊机每年可节电 16,825度，节约电费13,292元。

电焊机是如何工作的

焊条和焊件分别和电源的两个输出端相连。开始焊接时先让焊条和焊件接触。这时电源短路，流过接触处的电流很大，再加上焊条和焊件的接触面较粗糙，实际上只有几个点接触，接触电阻较大，所以接触处产生很大的热量。稍后提焊条，让焊条和焊件有一定的间隙。

工作原理

普通电焊机的工作原理和变压器相似，是一个降压变压器。在次级线圈的两端是被焊接工件和焊条，引燃电弧，在电弧的高温中产生热源将工件的缝隙和焊条熔接。

电焊变压器有自身的特点，就是具有电压急剧下降的特性。在焊条引燃后电压下降；在焊条被粘连短路时，电压也是急剧下降。这种现象产生的原因，是电焊变压器的铁芯特性产生的。

电焊机的工作电压的调节，除了一次的220/380电压变换，二次线圈也有抽头变换电压，同时还有用铁芯来调节的，可调铁芯的进入多少，就分流磁路，进入越多，焊接电压越低。

电焊原理

电焊原理其实就是：由我们常用的220V电压或者380V的工业用电通过电焊机里的减压器降低了电压，增强了电流，利用电能产生的巨大热量融化钢铁，焊条的融入使钢铁之间的融合性更高，还有，电焊条的外层的药皮起了非常大的作用

手工电弧焊使用的电焊条，由药皮和焊芯两部分组成。焊接时，电焊条作为一个电极，一方面起传导电流和引燃电弧的作用，使电焊条与基本金属间产生持续的、稳定的电弧，以提供熔化焊所必需的热量。另一方面，电焊条又作为填充金属加到焊缝中去，成为焊缝金属的主要成分。因此，电焊条的组成物与电焊条质量，将直接影响焊缝金属的化学成分、机械性能和物理性质。另外，焊条对于焊接过程的稳定性、焊缝的外表质量、焊接生产率等也有很大的影响。

焊芯是焊条的金属芯。为了保证焊缝的质量，对焊芯中各种金属元素的含量，都有严格的规定。特别是对有害杂质（如硫、磷等）有严格的限制，焊芯金属的质量应优于母材。

没有药皮的光杆焊条是不能进行电弧焊接的。这是因为电弧稳定性很差，飞溅很大，焊缝成形不好。经过长期实践，逐渐发现在焊芯外面涂上某些矿物原料（即焊条药皮），焊条性能得到很大改善。

焊条药皮

有以下几种作用：

（1）确保电弧稳定燃烧，使焊接过程正常进行；

（2）利用药皮反应后产生的气体，保护电弧和熔池，防止空气中的有害气体（如氮、氧等）侵入熔池，如这些气体侵入会造成焊材产生裂纹和气孔等，使焊接达不到理想效果。

（3）药皮熔化后形成熔渣，覆盖在焊缝表面上保护焊缝金属，使焊缝金属缓慢冷却，有助于气体逸出，

防止气孔产生，改善焊缝的组织和性能；

（4）药皮熔化后会进行各种冶金反应，如脱氧、去硫、去磷等，从而提高焊缝质量，减少合金元素烧损；

（5）通过药皮将所需要的合金元素掺加到焊缝金属中去，改进和控制焊缝金属的化学成分，以获得所希望的性能；

（6）药皮在焊接时形成套管，增加电弧吹力，集中电弧热量，促进熔滴过渡到熔池，有利于完成焊接过程

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