說到電弧焊，很多人腦海里可能會浮現(xiàn)出一個畫面：一個人頭戴面罩，手拿鉗子，夾著根不知道什么的金屬條，冒著嗞嗞嗞的響聲和刺眼的白光。這也是我沒有接觸焊接工藝時對電弧焊的初印象。

然而電弧焊是弧焊工藝的統(tǒng)稱，因不同的焊接方式，電弧焊又有很多分支，主要有焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)焊、鎢極氬弧焊等。上圖里就屬于焊條電弧焊是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛的焊接方法。我們今天說到的是屬于鎢極氬弧焊：在氬氣保護(hù)下，以高熔點的金屬鎢棒作為電極焊接時產(chǎn)生電弧的電弧焊工藝。

今天要說的微電弧焊接 (MAW)是在傳統(tǒng)的鎢極氬弧焊(TIG)方法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，加入了基于數(shù)字信號處理器的全數(shù)字化控制系統(tǒng)，采用有限雙極性控制方法實現(xiàn)全橋逆變電路的軟開關(guān)。利用電極與工件之間能量可控的微電弧作焊接熱源，并通以惰性氣體對電極、電弧及熔池進(jìn)行保護(hù)的熔焊方法。

目前國外相關(guān)電源設(shè)備已產(chǎn)業(yè)化，國內(nèi)相關(guān)研究多集中于高校、研究所，由于受小電流起弧不穩(wěn)定及電源輸出能量一致性較差等缺點的限制，國內(nèi)相關(guān)電源設(shè)備并未形成產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，微電弧電源設(shè)備市場多被歐美、日本等國占據(jù)。因此廣州市精源電子設(shè)備有限公司的教授級研發(fā)團(tuán)隊從影響微電弧點焊的要素出發(fā)，設(shè)計和研制出了精密微電弧點焊電源，滿足精密焊接的需求。

精密微電弧點焊電源
微電弧焊接過程中電流通常較小(小于50A)，其焊接電弧能量及穩(wěn)定性直接取決于焊接電源。目前微電弧焊接電源多采用基于場效應(yīng)管 (MOS—FET)的逆變式主電路拓?fù)?，控制系統(tǒng)則采用全數(shù)字化控制技術(shù)，隨著逆變技術(shù)及數(shù)字化控制技術(shù)的進(jìn)步，微電弧焊接電源性能也得到了長足進(jìn)步。

精密微電弧焊機(jī)電源具有以下特點
?具有直流及脈沖兩種輸出模式，具有較好的負(fù)載適應(yīng)性。
?采用數(shù)字信號處理器（DSP）作為控制核心，具有動態(tài)響應(yīng)快、控制精度高、穩(wěn)定性更高等優(yōu)點。
?采用恒流控制方式，了穩(wěn)定的焊接質(zhì)量。
?逆變式拓?fù)涮岣唠娫垂β室驍?shù)，電力狀況穩(wěn)定。
?響應(yīng)速度快。頻率為100kHz，通電時間控制周期高達(dá)到50μs。輸出脈沖頻率10Hz~300Hz連續(xù)可調(diào)，脈沖占空比10%~90%連續(xù)可調(diào)。

焊接過程示意

控制電流、時間、頻率等輸出參數(shù)，實現(xiàn)對輸出能量的精密控制，且波形一致性好；采用積分分離PID控制算法，實現(xiàn)電弧“起弧-燃燒-收弧”過程的柔順過渡，提高小電流輸出時的電弧穩(wěn)定性。

精密微電弧點焊機(jī)

型號 JYMA-50A 輸入電壓 單相AC 220V 50Hz
功率 1kVA 逆變頻率 100kHz
空載電壓 55V 時間設(shè)定 0~9999ms，時間精度1ms
負(fù)載持續(xù)率 大使用率80% 電流設(shè)定 5~50A，電流精度±2%
尺寸 320(L)*200(W)*330(H)mm 質(zhì)量 14kg
頻率設(shè)定 無 占空比設(shè)定 無
精密微電弧點焊電源具有輸出波形控制精度高、電弧穩(wěn)定性高、焊接能量精細(xì)可控、焊接質(zhì)量、成本低廉等優(yōu)點，在汽車、電子、機(jī)械、光電、醫(yī)療器械等行業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。

接下來以下圖線圈末端的焊接過程為例進(jìn)行說明，微弧焊電起弧速度非?？?，焊接畫面很難捕捉到，為了能更直觀的展現(xiàn)，我化身為靈魂畫家給畫了幅焊接示意圖。

1、如圖所示，定位線圈的位置，被焊端子的另一端接下電極。
2、啟動焊機(jī)在端子的前端部分釋放電弧，端子瞬間高溫熔化成球面。
3、熔化的端子成球狀（俗稱電弧球），端子在下熔過程中將纏繞在端子上的漆包線包裹，產(chǎn)生的熱使端子和線材形成一體化熔融，實現(xiàn)破漆導(dǎo)通焊接。
4、因端子形狀、線徑等不同而焊接參數(shù)也會不同，但總的來說焊接時間是非常的短，所以焊接時產(chǎn)生的熱量對線圈骨架樹脂部份幾乎無影響。

微電弧焊特點:
1、非接觸式電弧焊接，可進(jìn)行微小部位的無焊錫、無助焊劑的焊接，對周圍環(huán)境；焊后也不存在發(fā)生助焊劑污垢、焊錫球現(xiàn)象。
2、電弧瞬間加熱，對周圍的熱影響很小，可進(jìn)行局部的接合。
3、每個焊點的處理時間可在0.1秒以下，可進(jìn)行高速自動化處理。
4、與錫焊處理相比，大幅度提高了被焊件的耐熱性也大幅度降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本。
微電弧點焊在很多行業(yè)得以應(yīng)用如:各種線圈末端的接合、電子部件、馬達(dá)繞線終端、馬達(dá)外殼接合、燈泡、電感線圈、小型電子變壓器、傳感器、繼電器、精密醫(yī)療器械、貴金屬、高熔點材料、異種金屬材料等。

每一次新的工藝出現(xiàn)或者升級都會與傳統(tǒng)老工藝產(chǎn)生碰撞，那么是繼續(xù)使用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝還是升級新的工藝？哪種工藝？哪種工藝效果好？接下我們不妨做些對比。

微電弧焊接與錫焊、激光焊接的比較
? 錫 焊 微電弧點焊 激 光 焊
加熱時間 需要1秒鐘以上 瞬間完成（0.1秒以下） 瞬間完成（0.1秒以下）
效率 浸漬方式，一次可焊數(shù)點 一點一焊 一點一焊
熱擴(kuò)散 熱擴(kuò)散會影響到焊接部以外的線圈骨架樹脂 局部 （對其他部位
的影響很?。?局部（如焊接焦
點偏移會影響到其
他部位。）
安裝使用 容易 容易 使用維護(hù)·調(diào)整麻煩困難
端子材料的選用 無特別限制 金屬、銅或磷青銅合適 CP線·黃銅不可用，銅和
磷青銅合適
線圈形狀 無特別限制 端子形狀需要可接地 部件位置精度要求高
設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)成本 發(fā)生焊錫·助焊劑費(fèi)用 廉價的氬氣費(fèi)? 消耗部件非常昂貴
使用維護(hù) 焊錫·助焊劑費(fèi) 打弧焊接約1萬次后需要
研磨電極 每發(fā)光焊接10萬~100萬
次后， 需更換勵起燈管
甚至研磨光纖端面；冷卻
水的管理，裝置的移動等困
難
裝置價格 便宜 便宜 昂貴
焊接引起的污垢 有助焊劑·焊錫飛濺 少 少
微小部位的焊接 困難 可以 可以
對環(huán)境的影響 焊錫中的鉛會污染環(huán)境 沒問題 沒問題
應(yīng)用實例 應(yīng)用普及 在歐洲已經(jīng)普及，但國內(nèi)普及范圍小 普及范圍小

與錫焊相比微電弧點焊對焊點以外其他部分的影響很小，不出現(xiàn)像錫焊時發(fā)生的熱量會擴(kuò)散到焊接部以外的線圈骨架樹脂的現(xiàn)象。而且也沒有錫焊時必然產(chǎn)生的助焊劑、焊錫中的鉛等問題。
與激光焊接相比不僅生產(chǎn)運(yùn)行成本，而且對工件安裝位置的精密度要求也很高；線圈末端等利用激光焊接時，線材也極易被熔斷。

基于微電弧焊機(jī)電源的二次、三次開發(fā)：
電源是整套焊機(jī)的大腦，機(jī)構(gòu)是焊機(jī)手腳，干活效率快不快就看手腳利不利索。廣州市精源電子設(shè)備有限公司基于微弧焊電源配套了手動微弧焊機(jī)、半自動微弧焊機(jī)、全自動微弧焊機(jī)等。我們一直在前行，努力創(chuàng)造可滿足客戶根據(jù)自身需求來選置的設(shè)備。

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