轴承行业中频点焊机应用实例
逆变中频直流轴承热铆焊机
MD-40设计方案
沈阳骏瀚焊接设备有限公司
联系人：杨亮 15904051901
地址：沈阳铁西建设中路1号（1-8-23）
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起草： 审核： 批准：
- 工件结构：轴承
- 尺寸：600mm
- 材质：黄铜
- 对被焊件的要求：
- 无明显油污、锈迹等；
- 焊机的基本结构
设备说明
² 整个热铆焊机主要由二个机械部份组成(如图所示)：下支撑架和主机；
² 机架由铁板焊接组成，结构设计合理，稳定性好、强度高，外形美观；
² 导电连接部分全部采用优质紫铜带、紫铜板连接而成；
² 在工作台面上放置工件；
动作流程：人工放料→手动对齐焊接位置1→启动焊接→气缸下落并焊接完成→手动旋转工件对齐焊接位置2→气缸下落并焊接完成→重复动作至焊接完成。
1、采用中频MD-40的特点：
焊接电源采用一套MD-40中频逆变直流焊接电源， 微电脑控制器，触摸屏调节显示，操作简便直观，性能优越，焊接质量稳定，调节精度高，焊接参数最小调节单位为ms级，大大提高了焊接参数的控制精度。且具有功率因数自动校正，变压器过热保护，电流自动控制和检测，在焊接前会先行检测输入电压，频率等多项数据，焊接时焊接电流显示功能，以确保焊机在正常状态下运行及确保焊接质量。机身结构采用立式结构，结构设计合理强度高；整机主要由机身，加压部导向部件，中频变压器，中频逆变器，中控制器，水路系统，气路系统和焊接电极等组成。
2、 机架：
采用优质钢板焊接而成，经过消除内应力后精加工而成。钢性和抗绕度方面经过严格 计算并加上安全系数后进行选材。确保焊机的整体钢性强度及抗绕度，而且长期使用不变形。
3、 加压机构：
采用垂直加压式，电磁气阀与气缸以最短距离连接，大大加快动作的反应速度，提高生产效率；加压导向机构采用自润滑轴承导杆导向，该机构具有良好的随动性；减小加压时电极对工件的冲击力，防止打伤工件和焊时凹坑过深、减少电极的变形、磨损。
4、气动系统：
电磁阀采用德国“费斯托”或日本“SMC”、空气处理器等采用台湾名牌产品，焊接工作缸采用优质气缸，焊接时不偏载，气缸焊接压力采用无油自润气缸筒。设备自配了储气罐，以稳定气源压力。采用预压、锻压系统，预压采用较小压力，增大工件接触电阻方便焊接，防止将凸点压变形影响焊接质量。在放电焊接完成的一瞬间，锻压启动，上电极以更大压力、极快速度将熔融状态的凸点下压，并保持此压力直至一个焊接程序完成，得到最佳的焊接质量，密封性及焊接强度都会更好。
5、 水冷循环系统：
用并联分组冷却方式，分别冷却中频变压器、逆变系统及电极头，将焊接工作过程中产生的热量及时带走，以稳定焊点质量、延长电极和相关元件的使用寿命。进水口处设有流量计，球阀和水过滤器，方便观测和更换点焊电极。
6、中频变压器：
采用进口优质铁芯，变压器体积小重量轻，焊接变压器频率为1000 Hz，且变压器整流二极管采用德国进口二极管整流，质量稳定可靠，把交流转变为直流提供焊接使用，能量损失小，可以节省更多的能源，降低焊接成本；绝缘等级达F级：变压器经调压温升试验，保证在负载持续率为50%时达到额定功率，最大短路电流为80KA，完全满足工作强度和焊接强度要求。且变压器次级铜板之间联接处全部进行镀银处理，大大降低了次级铜板间的接触电阻，减少损耗提高了变压器的功率因素，中频电源比传统工频电源节能50%以上。
7、中频逆变器：
引进德国“博世”先进的技术结合多年的焊接经验由本公司加拿大工程师开发而成，其主要逆变器件如IGBT，SCR及驱动模块全部采用德国进口元件确保其质量的可靠和稳定性。
8、中频控制系统：
a) 外箱、整流电路、滤波电路、功率开关电路、检测电路及焊接控制器等组成．
b) 模块式结构之可控硅除高度安全外，更完全与大地回路隔离，不会因泠却水之洁净问题而产生不可预料之事故。
c) 焊接控制器：焊接控制器由32位高速单片机为核心部件，可控硅驱动板，多功能保护及缺相检测板，功能控制板等多个部份组成．焊接控制器采用多个微控制器组成，操作界面触摸屏调节显示。控制器采用多位微控制器互相配合分工运作，直读式操作系统，易于操作，可储存多组焊接参数，除基本常用之设定参数外，更设有焊点记数和焊点设定，焊点记数是当点焊机每完成焊接一次焊接后便进行加1记数，可以计算焊点次数，便于管理； 焊点设定是使用者可预先设下要求之焊接点数，当点焊机工作至该设定点数时，点焊机自动停止工作，此功能便于使用者定时检查或修护电极，保证焊接质量；
d) 自动诊断功能，在每次焊接前会先行测量输入电流，电压、频率、冷却水流量等多项数据，在焊接时会测量可控硅和IGBT之导通状态，以确保点焊机在正常下运行。
- 中频逆变点焊循环图：（只绘出两次点焊循环） 上图是点焊循环之时序图，其中：
SQ— 预压时间；COOL1— 第一次冷却时间（注：冷却时间设定值必须等于零或大于三）；COOL2— 第二次冷却时间（注：冷却时间设定值必须等于零或大于三）；HOLD— 维持时间； OFF— 休止时间； W1— 第一次焊接时间；W2— 第二次焊接时间；W3— 第三次焊接时间。
预压时间：电极开始工作到开始通电焊接的时间间隔；
焊接时间：焊件通过焊接电流的时间间隔；
维持时间：焊接电流切断后，焊件继续受压时间；
休止时间：两个焊接周期之间的时间间隔。
冷却时间：第一次焊接电流与第二次焊接电流之间的时间间隔。
气压时间：气阀2延时得电时间。
9、电极部份:
采用优质焊接材料稀土合金铜与钼制造而成，设计合理，水冷充分，最大限度地减少电极在焊接时的损耗，且焊接极更换方便，方便电极的更换和维护。
四、中频逆变焊接电源优点：
1)中频逆变直流焊接电源是一套先进的焊接设备。应用广泛，焊接变压器体积小而输出能量大。而其优越性能乃因其焊接变压器频率由现时之市电50/60Hz提升至1000Hz，再加上变压器次级回路中的整流二极管把电能转为直流电源供给焊接使用。这样可以大大的改善次级回路感抗系数值，这是一个引致能量损失的重要因素，在直流焊接回路中几乎是可以不予考虑的，从而将生产成本降至最低。与其它传统焊接电源比较具有以下优点:
2)节省能量：同使用工频焊机比较可减少电能的消耗，节能50%以上，同等重量之变压器可输出更多能量，适用于焊接厚的工件和高传导性的金属。
3)改善功率因子，降低生产成本。
4)在张开面积很大的二次回路中可减少干扰：焊接电流为直流，当二次绕组中有感应／具磁性的材料时，不会影响焊接。
5)使供电设备的负载平衡：中频逆变直流焊接电源采用三相电源。
6) 更为精确、快速的电流控制:与工频系统相比能更多、更准确的分析参数。
五、MD-40中频逆变焊机主要技术参数：
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型号 |
MD-40 |
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输入电压 |
380±10％（三相） 50HZ |
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额定功率 |
220KVA |
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最大短路电流 |
40KA |
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负载持续率 |
20% |
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次级空载电压 |
11.9V |
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最大工作压力 |
7300N |
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气源压力 |
0.6MPa |
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水源压力 |
1.5-3.0kgf/cm2 |
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水流量 |
50L/min |
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开关规格 |
200A |
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上下臂间距 |
220mm |
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臂伸尺寸 |
400mm |
六、MD-40中频逆变焊机主要元器件配置：
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序号 |
部件名称 |
型号 |
配件供应商 |
备注 |
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1 |
机身 |
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自制 |
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2 |
中频变压器 |
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自制 |
二极管ABB |
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3 |
中频控制器 |
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自制 |
主要元件进口 |
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4 |
逆变器 |
INV160 |
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主要元件用德国 |
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5 |
电磁阀 |
二位五通 |
德国“费斯托儿”/日本“SMC” |
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6 |
焊接气缸 |
Φ200倍力气缸 |
温州“胜峰” |
采用进口密封圈制作 |
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7 |
气动三联件 |
G1/2 |
台湾”Mindman” |
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8 |
电容 |
3300UF 400V |
日本NCC |
逆变器内部元件 |
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9 |
驱动模块 |
PRO32 |
德国“SEMIKRON” |
逆变器内部元件 |
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10 |
整流二极管 |
1500A/600V |
德国“INFINEON”或“ABB” |
变压器内部元件 |
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11 |
可控硅 |
200A/1600V |
德国“SEMIKRO” |
逆变器内部元件 |
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12 |
IGBT |
600A/1200V |
德国“INFINEON” |
逆变器内部元件 |
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13 |
触摸屏 |
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台湾“威伦通” |
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七、技术资料：
- 焊机设计图纸完成后，向需方提供专机的平面基础图。
- 焊机技术资料包括：
- 电气原理图、电气接线图。
- 气动原理图。
- 易损件图纸及清单。
- 焊机使用说明书（含焊机必要的图纸）及外购件的说明书、合格证。
- 焊机出厂合格证书（一份）。
八、培训、质保与服务：
- 合同签定生效后，供方负责培训需方有关技术人员，内容包括：中频点焊机工作原理，中频点焊机一般使用和基本维修知识，点焊机工艺。供方派技术人员到需方现场负责焊机安装和调试。同时，供方将在需方现场对操作、维修人员进行技术培训，主要是现场应用和应急处理。
- 安装调试后，供方协助需方进行一定的工件工艺实验，在完成一定数量的工件焊接以后，待需方对工件进行质量认可、确定，最终验收。
- 供方对整机在验收后一年内，对正常使用情况下所出现的问题免费进行维护，一年后有偿保修，只收成本费，并终身提供广泛优惠的技术支持。
注：电极等易损件不在保修范围内。
九、验收标准及验收程序：
供方提供一份焊机出厂合格证、出厂清单和易损件图纸，双方将按此标准进行验收。验收程序如下：
在需方工厂安装调试完成毕、检验合格，加工试件验收合格后双方签字生效。
十、质保期和售后服务：
- 质保期：最终验收合格后12个月。
- 售后服务：质保期内如果出现产品本身的质量问题，供方免费维修，如客户操作造成设备损坏，只收取相关零件的材料费，免收其它的人工及差旅费。
- 当产品出现故障时，供方将在接到电话后24小时内派人到客户现场及时处理问题，确保客户正常生产。
十一、包装及运输：成品由供方负责运输到定做方且保证完好。
十二、对需方的要求：
1、需方下单后，必须在3日内提供需焊工件的图纸和实体工件，以方便我方技术人员进行设计。在交货前5日提供足够的工件，以便调试用。
2、需方必须在交货一周内布置设备场地，所需的水、电、气等设施。
3、待焊工件必须平整无变形、一致性好。
4、待焊工件表面不得有油污、氧化层等杂质影响焊接。