微型零件精密電阻點焊電源技術探討

        介紹了微型零件常用點焊電源輸出的調節原理及特點，試驗測試了單相逆變點焊電源和不同頻率的三相逆變點焊電源輸出的電流波形，探討了精密電阻點焊的關鍵技術的發展方向。試驗結果表明三相逆變點焊電源比單相穩定，采用較高逆變頻率的逆變電阻點焊電源的控制精度高、電流穩定性好。

      在電子器件、醫療器械、傳感器等產品的制造中，涉及大量小尺寸零件的電阻點焊。尺寸微小使得焊接比較困難，主要問題包括焊接質量不穩定、容易導致零件熔毀、難以形成正常熔合，焊接成品率低，有的零件甚至難以用一般的電阻點焊焊接。

     為解決微型零件的電阻點焊問題，電阻點焊技術需向更加精密的方向發展。電阻焊的精密性包括電源的精細調節、參數的精確控制和加壓機構的精密穩定等多個方面，多技術集成構成精密電阻焊系統。本文側重電阻焊電源精細調節技術的探討。

     電阻點焊電源提供電阻焊的電阻加熱能量，它的發展中相繼出現了單相工頻交流點焊電源﹑直流脈沖點焊電源﹑三相低頻點焊電源﹑次級整流點焊電源和電容儲能式點焊電源,上世紀80年代又出現了逆變式點焊電源[1][2]。用于微型零件焊接的電源主要有單相交流電源、電容貯能電源和逆變電源[3]。逆變電阻點焊電源的調節性顯著提高，相比較是一種較好的電源，但就逆變電阻點焊電源本身而言，相互有一定的差別。為實現微型零件的精密焊接，逆變電阻點焊電源技術需得到進一步發展。

微型零件常用點焊電源輸出調節原理與特點

1.單相工頻交流點焊電源

   單相晶閘管點焊電源等效電路和電流波形如圖1所示。改變晶閘管的控制角α，便可調節焊接變壓器初級電流，控制次級焊接回路的焊接電流。

焊接電流由自由分量和強制分量兩部分組成，即：

圖1 單相交流點焊電源等效電路及電流波形圖

         電流i(t)是不連續的脈動波形，隨著晶閘管控制角的增加，不連續性增大。不連續區間焊接區被冷卻，造成總能量需求增大，接頭易過熱。此外，在相同的電流有效值的條件下，脈動電流的峰值相對平緩的直流幅值較高，帶來一些微型件點焊的工藝困難。交流電源的電流控制響應的最小時間可達10mS。為適應微型件精密點焊，有的電源設計為帶半波控制的單脈沖加熱控制功能。

1.2 電容貯能電阻點焊電源

圖2為簡化的電容貯能電阻點焊電源簡化等效電路和電流波形圖。電容貯能點焊電源的工作原理是單相或三相交流電經過整流電路轉換成直流電，然后向電容器充電。電容器貯藏的電能量：

式中 W－貯存電能量（J）；

     C－電容器容量（F）；

     Uc－充電電壓（V）。

電容貯能焊機調節焊接電流的方法主要有幾種，一是改變貯能電容器組的充電電壓，隨著貯能電容器充電電壓增加，電流峰值增大，但放電電流規律接近不變，總的能量輸出增大；其它的方法是改變焊接變壓器的匝數比或電容容量，隨著變壓器初級線圈匝數的減少，電流峰值增大，但通電時間縮短，總的輸出能量接近不變；增大電容容量則放電時間增長，總輸出能量增加。通常采用第一種調節方法。

電容貯能點焊機熱量集中，適合于銅、鋁等高導熱材料的點焊，在電子工業中應用廣泛。其主要

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