高頻焊機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

了解了高頻焊接原理，還得要有必要的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)它。高頻焊機(jī)就是用于實(shí)現(xiàn)高頻焊接的電氣—機(jī)械系統(tǒng)，高頻焊機(jī)是由高頻焊機(jī)和焊管成型機(jī)組成的。其中高頻焊機(jī)一般由高頻發(fā)生器和饋電裝置二個(gè)部分組成，它的作用是產(chǎn)生高頻電流并控制它；成型機(jī)由擠壓輥架組成，它的作用是將被高頻電流熔融的部分加以擠壓，排除鋼板表面的氧化層和雜質(zhì)，使鋼板熔合成一體。

高頻發(fā)生器過去的焊管機(jī)組上使用高頻發(fā)生器是三回路的：高頻發(fā)電機(jī)組；固體變頻器；電子高頻振蕩器，后來基本上都改進(jìn)為單回路的了。調(diào)節(jié)高頻振蕩器輸出功率的方法有多種，如自耦變壓器，電抗法，晶閘管法等。

饋電裝置這是為了向管子傳送高頻電流用的，包括電較觸頭，感應(yīng)圈和阻抗器。接觸焊中一般采用耐磨的銅鎢合金的電較觸頭，感應(yīng)焊中采用的是紫銅制的感應(yīng)圈。阻抗器的主要元件是磁心，它的作用是增加管子表面的感抗，以減少無效電流，提高焊接速度。阻抗器的磁心采用鐵氧體，要求它的居里點(diǎn)溫度不低于310°，居里點(diǎn)溫度是磁心的重要指標(biāo)，居里點(diǎn)溫度越高，就能靠得離焊縫越近，靠得越近，焊接效率也越高。

近年來，世界上一些大公司開始采用了固態(tài)模塊式結(jié)構(gòu)，大大提高了焊接可靠性，保證了焊接質(zhì)量。如EFD公司設(shè)計(jì)的WELDACG2800高頻焊機(jī)由以下部分組成：整流及控制單元（CRU），逆變器，匹配及補(bǔ)償單元（IMC），CRU與IMC間的直流電纜，IMC到線圈或接觸組件。

機(jī)器的兩個(gè)主要部分是CRU及IMC。CRU包括一個(gè)帶有主隔絕開關(guān)及一個(gè)全橋二較管整流器的整流部分（它把交流電轉(zhuǎn)換為直流電），一個(gè)帶有控制裝置及外部控制設(shè)備界面的控制器。IMC包括逆變器模塊，一個(gè)匹配變壓器以及一個(gè)用于為感應(yīng)線圈提供必需的無功功率的電容組。

主供電電壓（3相480V），通過主隔絕開關(guān)被送到主整流器中。在主整流器中，主電壓被轉(zhuǎn)換為640V的直流電并且通過母線與主直流線纜相連接。直流電通過由數(shù)個(gè)并聯(lián)電纜組成的直流電輸送線被送到IMC。DC線纜在IMC單元母線上終止。逆變部分的逆變器模塊通過高速直流保險(xiǎn)同DC母線以并聯(lián)方式連接在一起。DC電容也與DC母線連接在一起。

每個(gè)逆變器模塊構(gòu)成一個(gè)全橋IGBT三較管逆變器。三較管的驅(qū)動(dòng)電路則在逆變器模塊內(nèi)的一個(gè)印刷電路板上。直流電由逆變器變?yōu)楦哳l交流電。根據(jù)具體的負(fù)載，交流電的頻率范圍在100-150KH范圍之間。為根據(jù)負(fù)載對逆變器進(jìn)行調(diào)整，所有逆變器都以并聯(lián)方式同匹配變壓器連接。變壓器有數(shù)個(gè)并聯(lián)的主繞組，及一個(gè)副繞組。變壓器的匝數(shù)比是固定的。

輸出電容由數(shù)個(gè)并聯(lián)電容模塊組成。電容器以串聯(lián)方式同感應(yīng)線圈相連接，因此輸出電路也是串聯(lián)補(bǔ)償?shù)?。電容器的作用是根?jù)感應(yīng)線圈對無功功率的要求進(jìn)行補(bǔ)償，及通過此補(bǔ)償來使輸出電路的共振頻率達(dá)到所要求的數(shù)值。

頻率控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用來使三較管始終工作在系統(tǒng)的共振頻率上。共振頻率通過測量輸出電流的頻率確定。此頻率隨即被用來作為開通三較管的時(shí)基信號。三較管驅(qū)動(dòng)卡向每個(gè)逆變器模塊上的每個(gè)三較管發(fā)送信號來控制三較管何時(shí)開通，何時(shí)關(guān)斷。