电阻焊设备的发展史
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作者:ryweld
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发布时间: 2017-07-12
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焊接技术可以追溯到几千年前的青铜器时代，在人类早期工具制造中，无论是中国还是当时的埃及等文明地区，都能看到焊接技术的雏形。古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。进行近代工业的快速发展使得焊接技术也日新月异，也出现了不少新的焊接方法，比较有代表性的，比如电弧焊，电阻焊，激光焊，摩擦焊，爆炸焊等
焊接技术可以追溯到几千年前的青铜器时代，在人类早期工具制造中，无论是中国还是当时的埃及等文明地区，都能看到焊接技术的雏形。古代的焊接方法主要是铸焊、钎焊和锻焊。进行近代工业的快速发展使得焊接技术也日新月异，也出现了不少新的焊接方法，比较有代表性的，比如电弧焊，电阻焊，激光焊，摩擦焊，爆炸焊等，今天我们主要是想介绍一下电阻焊里电阻焊设备的发展历程。
首例电阻焊要追溯到1856年。James Joule 成功用电阻加热法对一捆铜丝进行了熔化焊接。1887年，电阻焊被美国的汤姆森发明，并且应用于薄板的缝焊以及点焊；20世纪20年代由于闪光对焊方法焊接棒材和链条的出现，电阻焊真正进入了实用阶段，。1964年Unimation生产的首批用于电阻点焊的机器人在通用汽车公司使用。电阻焊从出现到应用到自动化机器人上面用了一百多年的时间，电阻焊设备也随着人们对焊接质量要求的提高而变得越来越精密。
以点焊机为例，早期的点焊机非常简单，以变压器来调电流和电压，焊接开关经历了机械开关，继电器，引燃管，晶闸管，等几个阶段，前两种开关的电阻焊机现在仍存在，有的还在使用，由于机械开关没有时间控制，完全是靠人工来进行判断，焊接质量很不稳定。后来采用整流元件来实现时间和电流的控制后电阻焊机应用才广泛起来，这也就是现在人们常说的工频交流电阻焊机，随着焊接质量要求的不断提高和电子电力技术的发展，后来又出现了三相低频，次极整流，电容储能和中频逆变式电阻焊机。现在不同的电阻焊机在焊接不同的工件时发挥着作用，比如应用最广泛的工频交流点焊机因低成本而被很多对焊接质量要求不高的企业使用，在对焊接质量要求高或者焊接有色金属及合金等场合次极整流和中频逆变点焊机就有着很好的适用性和焊接能力，而在焊接微小，细且薄的工件时，电容储能焊机能很好的满足焊接要求。
从节能角度来讲，普通工频电阻焊机的效率是很低的，若采用三相低频或次级整流式焊机，其输入容量是单相交流电阻焊机的 33% ～ 25% 。但由于这两种焊机的体积庞大、成本高 、 故未能得到普及 。近十几年来出现了逆变式电阻焊机，它利用逆变技术将电网电压整流 ，逆变成 1 kHz 左右的信号 ，经过中频变压器再整流 ， 供给焊接区单向电流。普通工频交流电阻焊机在焊接时电流频繁过零且停留时间相对较长 ，这会使加热强度降低。低频或直流波形可弥补这一缺点。
在本世纪 70 年代末期，第一台逆变电源研制成功并投入使用 。采用这一技术的主要目的是减少变压器重量和体积，提高效率，有利于该设备用于机器人系统中 。随后不久，便在点焊设备上采用了中频逆变技术 ，其目的不仅是为 了获得更大的功率体积比，更是为了在短时间内获得更高的能量输入。获得更好的焊接工艺特性及动态响应能力 。最初采用的是以晶闸管 为开关元件的电路结构 ，随着大功率电力电子元付不断发展 ，在电阻焊逆变电路中使用了功率晶体管 。现代的逆变器大都以绝缘栅极晶体管(IGBT）为开关元件 ，电路结构大都采用半桥或全桥形式 。当今的中频逆变电阻焊机的功率可以做到10~250 KVA。
与弧焊逆变技术不同，电阻焊逆变的频率没有必要做得太高，一般认为1kHz左右是最优的频段 。因为既使再提高逆变的频率，变压器体积的减少也不可能太多 ，变压器中原，副线圈必须流过的电流决定了它的体积和重量的下限。而在1kHz左右时，系统的动态响应能力是很好的 。
在逆变电阻焊机参数控制时，涉及到时间问题，传统的电阻焊机均是基于普通工频的，时间的最小单位是一个周波（20ms），所制定的各种焊接参数标准是以周波为时间单位的 ，对于1kHz的中频逆变焊机来说若仍采用周波为单位，一些应具备的参数细调功能不能被很好地利用 ，所以有的中频逆变焊机采用ms作为时间单位 ，这是为了与传统的参数相匹配 ，也具有用周波为单位的参数设定功能
由于采用了更高的工作频率，使焊接变压器的质量大大减轻，这对点焊机器人的应用十分有利，在汽车制造方面被广泛使用，另外逆变式电阻焊机还具有功态响应速度高、电网三相平衡、无次级感抗变化的影响 、焊接电流脉动小 、焊接工艺性能较好等优点，在现在国家提倡产业升级的今天也越来越受到企业主的青睐。
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