电熔焊机及焊接技术.pptVIP

电 熔 焊 机 及 焊 接 技 术 四川奥伦科技有限公司 文元洪（高级工程师） 摘要：本文根据自己的研发经验，介绍电熔焊机的基本概念和分类，认真分析了各种电熔焊机焊接电压的控制方式、输出波形，并进行了比较。同时还介绍了电熔焊机的各种功能和技术指标。最后介绍了电熔焊机的选择依据和“全自动电熔焊机”的准确定义。 关键词：电熔焊机 移相控制 闭环控制 逆变 自动采样 参数补偿 全自动 一 电熔焊机的基本概念 电熔焊机又叫电热熔焊机。是一种用于PE管材电熔焊接的专用工具，主要为焊接提供稳定的焊接电压或焊接电流，并对焊接过程进行检测与控制，使焊接效果达到最佳状态。 从技术上讲，电熔焊机属于功率电源范畴，它集电力电子技术、自动控制技术、自动检测和自动辩识技术、计算机硬件技术、软件技术、显示技术、条码扫描技术和数据库技术于一体，因此，要真正做好一台高水平的电熔焊机并非易事。目前电熔焊机尚无国家标准，可用的只有ISO12176-2、ISO12176-3、ISO12176-4标准。 所以，开发具有自主知识产权、技术一流的全自动电熔焊机并制定出科学的技术标准，是业界的重要任务。 二 电熔焊机的分类 1） 管件电熔焊机 这种电熔焊机用于PE、PP电熔管件的电热熔焊接，是一种可调电压源，其输出电压和焊接时间可在大范围内连续调节，以满足不同电熔管件的焊接要求。 2）??? 电热带电熔焊机 这种电熔焊机用于PE电热带的电热熔焊接，其输出采用有效值恒流输出，输出电流和焊接时间可在大范围内连续调节，以满足不同电热带的焊接要求。 目前管件电熔焊机主要用于压力PE和PP管道的电熔焊接，而电热带电熔焊机主要用于非压力PE和PP直管或波纹管的电熔焊接。 其实从理论上讲，无论是电熔管件还是电热带，都是阻性负载，所需的焊接热功量为Q=0.24I2Rt,只要满足焊接热功要求，至于用电压型焊机还是电流型焊机并无本质区别。比如一个电阻为6欧姆的PE电热带，焊接1200mm的波纹管，厂家给出的焊接电流为20A，此时用20A恒流焊接和用120V恒压焊接，其效果是完全一样的。不过需要指出的是，电熔管件属于低阻负载，而电热带为高阻负载，按照ISO12176-2标准，管件电熔焊机的常用输出电压为39.5V，向上调最高只能输出48V，只能用于低阻负载，无法输出120V的焊接电压，所以不能用于电热带的焊接。正是由于这个原因，才产生了电热带电熔焊机。 也许有人会问，为什么不能将管件电熔焊机的输出电压设计高一些，既用于电熔管件的焊接也用于电热带的焊接？表面上看可以，但对相控型电熔焊机来说，电压提高以后，焊接电熔管件时，功率因数将变得很低。就以上面为例，如果将变压器副边电压有效值提高到120V，而焊接电压仍为39.5V，那么根据后面的（1）式可知，此时的功率因数为39.5/120=0.329。这样的功率因数实在太低了。如果焊接电压低于39.5V，则功率因数会更低。所以这样做实际上是不行的。 三 焊接电压的控制方式 控制方式是电熔焊机的关键技术，一种电熔焊机的优劣,主要取决于控制方式。 1）交流相控型电熔焊机 这种电熔焊机直接利用工频电源通过变压器降压后作为焊接电压。为了达到调节焊接电压的目的，采用可控硅移相控制，其输出波形如图3-1所示。 输出电压的最大导通角定为90度，其目的是实现间断加热，这样有利于热传导，保护电阻丝不至于烧断。其输出电压为 (2) 当导通角为90度时 (3) 由（3）式可知，一台最高输出电压为39.5V的电熔焊机，其输出电压的峰值为79V。一台最高输出电压为50V的电熔焊机，其输出电压的峰值为100V。由此不难看出，如果要做一台最高输出电压为39.5V的电熔焊机，只需做一台功率满足焊接要求，其变比为N=220×/79=3.94的工频变压器，并对其原边电压进行移相控制，然后再加上其他控制功能就可以了。这是一种最容易最简单的实现方法，笔者所见到的意大利RITMO和法国塑龙等进口电熔焊机和许多国产电熔焊机都采用这种方案。 从功率因数来看，由于控制角的移相范围为90—180度，对应的功率因数为0.707—0。不难看出，功率因数最大只能达到0.707。输出电压越低，功率因数也越低。功率因数低自然就不节能。 相控型电熔焊机的最大优点是，电路简单，容易实现。其缺点是：（1）因为它工作于50HZ工频范围，必须背一个体积笨