小微型點(diǎn)焊機(jī)的研制

摘要：簡要介紹了點(diǎn)焊機(jī)的工作原理，分析了點(diǎn)焊機(jī)的結(jié)構(gòu)組成，包括焊接裝置和控制裝置，闡述了小微型點(diǎn)焊機(jī)的制作工藝及使用注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：點(diǎn)焊;變壓器;控制;焊接電流;焊接時(shí)間

0 引言

在人們的日常生活或工作中，難免需要對(duì)小、薄金屬構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)焊（如電池極片或薄鋼板等），這就離不開電焊機(jī)的使用。本文介紹的一種小微型點(diǎn)焊機(jī)，焊接時(shí)不必使用電焊條，只需把待焊工件搭接加壓后通電產(chǎn)生焊點(diǎn)，從而將工件牢牢焊接在一起，操作簡單方便。目前國內(nèi)市場上這種小微型點(diǎn)焊機(jī)99%都由業(yè)余愛好者自制，焊機(jī)質(zhì)量良莠不齊，更存在諸多隱患。對(duì)很多人來講，自制點(diǎn)焊機(jī)相對(duì)而言還是比較繁瑣的工作，因?yàn)樗婕暗膶I(yè)知識(shí)不少，對(duì)操作者的專業(yè)知識(shí)要求較高，但得益于網(wǎng)絡(luò)時(shí)代知識(shí)共享的優(yōu)勢，我們可以借鑒大量可參考的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。本文將重點(diǎn)介紹點(diǎn)焊機(jī)的制作工藝及使用注意事項(xiàng)，供有關(guān)人員參考。

1 點(diǎn)焊機(jī)工作原理

點(diǎn)焊是將被焊工件裝配并壓緊在兩電極之間，然后通以“瞬時(shí)大電流”，利用焊件之間的接觸電阻產(chǎn)生的高溫，熱熔化母材形成焊點(diǎn)達(dá)到焊接的目的。點(diǎn)焊機(jī)的核心部件是變壓器，它的作用是把輸入高電壓（220 V或380 V）轉(zhuǎn)換為低壓、大電流。大量實(shí)踐證明，小微型點(diǎn)焊機(jī)輸出電壓以3～5 V為宜，輸出電流大小以變壓器功率為準(zhǔn)。

2 點(diǎn)焊機(jī)結(jié)構(gòu)組成

點(diǎn)焊機(jī)結(jié)構(gòu)主要由焊接裝置和控制裝置兩部分組成。

2.1 ? ?焊接裝置

點(diǎn)焊機(jī)核心部件為降壓變壓器，不管是購買、定制還是自制的變壓器，都要確保輸出低壓“瞬時(shí)大電流”。小微型點(diǎn)焊機(jī)的變壓器功率一般選擇在1 000 W左右，即可滿足日常小、?。?.3 mm以下）構(gòu)件的點(diǎn)焊需求。對(duì)于自制愛好者而言，可優(yōu)選一些知名品牌的微波爐變壓器，因?yàn)檫@類變壓器按低暫載率超功率設(shè)計(jì)。改裝時(shí)保留初級(jí)線圈，去除變壓器的次級(jí)線圈，最好用40～50 mm2的銅排纏繞次級(jí)，通過計(jì)算和試驗(yàn)確定銅排的匝數(shù)，確保輸出電壓在3～5 V。外接至少25 mm2的紫銅輸出線（輸出線纜越粗效果越好），輸出線纜不宜過長，一般不超過1 m，最后外接點(diǎn)焊筆。需要注意的是，銅排導(dǎo)出端與輸出線的連接處、輸出線與電焊筆的連接處必須壓實(shí)甚至焊接，以減少接頭處電阻。

2.2 ? ?控制裝置

影響點(diǎn)焊效果的參數(shù)有很多，比如焊接電流、焊接時(shí)間、電極材料及壓力、接頭形式等，但基于對(duì)小微型點(diǎn)焊機(jī)的使用范圍、制作成本以及操作力求簡單等方面的考慮，在參數(shù)控制上主要從最重要的焊接電流和焊接時(shí)間上下功夫。目前常用的控制方式如下：

2.2.1 ? ?用時(shí)間繼電器控制焊接時(shí)間

這種控制方式采用時(shí)間繼電器和接觸器控制焊接時(shí)間的長短，焊接電流的大小取決于變壓器次級(jí)線圈，其電路如圖1所示。采用這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是線路簡單，對(duì)制作者的電工知識(shí)要求不是很高;缺點(diǎn)是控制不精準(zhǔn)，接線頭多稍顯雜亂，噪聲大。

2.2.2 ? ?采用可控硅控制焊接電流

通過控制可控硅導(dǎo)通控制角的變化，改變變壓器的初級(jí)繞組兩端的電壓，達(dá)到調(diào)節(jié)次級(jí)輸出電流的目的。可控硅控制焊接電流線路如圖2所示，這種控制方法的優(yōu)點(diǎn)是控制精準(zhǔn)，能夠根據(jù)焊件材質(zhì)、厚度的變化，靈活調(diào)整焊接電流的大小;缺點(diǎn)是電路復(fù)雜，尤其對(duì)自制點(diǎn)焊機(jī)者要求較高。

2.2.3 ? ?通過開發(fā)集成控制線路板控制焊接電流和時(shí)間

對(duì)于一些自制愛好者，可以采用定制或購買的集成線路控制板，這樣線路連接簡單，控制效果也較好。集成線路板控制焊接時(shí)間和電流線路如圖3所示。

3 小微點(diǎn)焊機(jī)制作及使用注意事項(xiàng)

3.1 ? ?正確認(rèn)識(shí)點(diǎn)焊電流和時(shí)間

點(diǎn)焊時(shí)，焊接電流和焊接時(shí)間是相互制約和補(bǔ)充的。為了提高焊點(diǎn)強(qiáng)度，一般采用兩種控制方式改變焊點(diǎn)強(qiáng)度：一是采用大電流，短時(shí)間點(diǎn)焊;二是采用較小電流，增加點(diǎn)焊時(shí)間。在金屬材料、焊件厚度等允許的情況下，通常采用大電流、短焊接時(shí)間方式，這樣不至于焊接時(shí)間過長，造成焊點(diǎn)氧化等缺陷。

3.2 ? ?電極壓力對(duì)焊接效果的影響

電極壓力過小時(shí)，容易產(chǎn)生電火花飛濺，電極壓力過大時(shí)，熔核散熱增加導(dǎo)致焊點(diǎn)性能下降。由于小微型點(diǎn)焊機(jī)的電極壓力基本上都是手動(dòng)控制，在焊接時(shí)配合焊接電流和時(shí)間，力爭達(dá)到最佳的焊接效果。

3.3 ? ?減少焊接過程中能耗損失

點(diǎn)焊過程中是利用焊件之間的接觸電阻通電流后，產(chǎn)生的熱量來熔化接觸金屬形成焊點(diǎn)的，所以電路中的其他電阻都是浪費(fèi)電能，直接影響焊接質(zhì)量。尤其對(duì)一些功率小的點(diǎn)焊機(jī)，減少能耗損失尤為重要。很多DIY愛好者自制的點(diǎn)焊機(jī)焊接效果不理想，大多是此原因造成。比如：點(diǎn)焊前，電極和焊件表面的銹、油污、氧化物等必須用銼刀或砂紙清理干凈，露出金屬光澤，減少焊接過程中的能量損失;變壓器次級(jí)回路用的導(dǎo)線盡量用截面積大、材質(zhì)導(dǎo)電性好的紫銅，線路連接處必須壓實(shí)（最好焊接）以減少電阻。

4 結(jié)語

小微型點(diǎn)焊機(jī)制作完畢后，在使用點(diǎn)焊機(jī)時(shí)，操作者應(yīng)了解、掌握安全用電知識(shí)，焊前檢查線路絕緣是否良好。由于焊接時(shí)會(huì)發(fā)熱，所以點(diǎn)焊機(jī)連續(xù)工作時(shí)間不能過長，操作者應(yīng)做好自身防護(hù)。

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收稿日期：2020-01-19

作者簡介：鄭萬眾（1975—），男，河北灤南人，高級(jí)教師，研究方向：焊接技術(shù)教育。