程方勇 黎新龙
摘 要：随着当今社会经济和科学技术的不断发展，工业生产技术也在不断提升，各种先进的设备开始被应用到了工业生产之中。在点焊工艺之中，逆变直流点焊机和工频交流点焊机都是十分常用的机械设备，本文就通过实验的方式对逆变直流点焊机以及工频交流点焊机对于焊接质量的影响进行分析，希望本次的分析可以对当今工业生产之中焊接技术与质量的提升有所帮助。
关键词：焊接工艺 逆变直流点焊机 工频交流点焊机 焊接质量
中图分类号：TG43 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）04（c）-0081-02
在当今的点焊工艺之中，逆变直流点焊机与工频交流点焊机的应用都十分广泛。但是随着焊接工艺的不断发展，越来越多的人开始注意逆变直流点焊机和工频交流点焊机对于焊接质量的影响。基于这一情况，本文通过实验和对比的方法来分析这两种不同的点焊机械对于焊接质量的影响。
1 逆变直流点焊机和工频交流点焊机的应用现状分析
在国内外传统的焊接工艺之中，应用最为广泛的点焊机就是工频交流点焊机，但是随着焊接工艺和焊接技术的不断发展，逆变直流点焊机在焊接工艺之中也开始得到了越来越广泛的应用，并在焊接工艺之中发挥出了充分的优势。
工频交流点焊机有着很低的功率因数，其焊接电流是与正弦波类似的50Hz交流电，但是在焊接过程中，每秒100次的过零现象时常出现。在工频交流点焊机的实际应用过程中，其电流大小可以通过周波导通角的变化来实现，电流越小，周波导通角也就会越小，而电流的波形也就会变得更加不连续，这样的情况将会直接影响到焊接加热的连续性。
逆变直流点焊机则是通过电流反馈脉宽的调节来保持电流的稳定输出，因为逆变的频率很高，所以相比较工频交流点焊机而言，逆变直流点焊机的控制分解能力以及响应速度都更加优越，这对于焊接质量的控制将会十分有利。同时，通过逆变直流的方式，可以更加精准地控制焊接时间，同时也可以让焊接电流的有效值更好地适应时间变化，这对于焊接质量的控制也十分有利。另外，由于逆变直流点焊机所输出的焊接电流为直流，所以焊接过程中的热量也就更具连续性，可保持加热温度的持续上升，进而提升加热效果，所以就加热效果而言，逆变直流点焊机也有着更大的优势[1]。
但是在实际的焊接工艺之中，很多的条件都会产生相互的影响作用，进而在彼此的影响作用之下相互变化。因此，要想深入研究逆变直流点焊机和工频交流点焊机对焊接质量的影响，还需要对各种参数同时变化情况之下的影响进行分析。
2 逆变直流点焊机和工频交流点焊机对焊接质量的影响分析
2.1 实验方法
在进行点焊工艺的实验过程中，主要的参数有三个，其一是焊接的电流I，其二是通电的时间t，其三是电极的压力F。因此在实验过程中，首先需要对这三个参数的变化范围进行确定，然后在这个确定的范围之内通过正交设计法来进行焊接，待焊接完毕之后，再将所有的焊点一一撕开，对熔核直径进行测量，并做好飞溅情况的记录，最后对逆变直流点焊机和工频交流点焊机焊接性能的差异进行评价，其评价的标准也有三个，其一是接头的拉剪强度，其二是飞溅率，其三是未焊合率[2]。
2.2 材料及设备选择
在本次的实验之中，主要选择了天津七所高科技公司生产的新型逆变直流点焊机和Pamasonic YR-700CM2型工频交流点焊机。电极选择的是ZrCrCu合金的C型电极，其球面半径是50mm，选择的工件是A3型的钢板，其尺寸是1×20×75。
2.3 实验方案
本次实验是将以往的类似实验作为基础，在主要的参数确定时，将焊接电流I确定为9kA，将通电的时间t确定为6周，将电极的压力F确定为2940N。将这一组作为基础组，在实验过程中，焊接电流I的波动范围是2kA，通电时间t的波动范围是2周，电极压力F的波动范围是980N，各取两点来作为实验参数的变化空间。通过这样的形式，就形成了一个由三种因素、三个水平组成的正交试验，然后通过形式的正交试验表进行实验。表1就是本次試验的具体安排。
2.4 实验结果
在实验过程中，首先根据表1之中的安排，对两种点焊机进行焊接实验，然后分别进行焊件的剪切实验，对剪切荷载分别进行测量，同时对飞溅情况以及未焊合情况分别进行观察和记录。具体的实验结果如表2所示。
2.5 焊接工艺性能比较分析
飞溅率比较如果根据飞溅情况的大小对其进行划分，我们主要可以将飞溅率划分为四个等级，其一是大飞溅，其二是中等飞溅，其三是小飞溅，其四是无飞溅，其权值分别为一、二分之一、三分之一和零。通过以上的实验结果可以看出，在本次的9组实验之中，逆变直流点焊机只有一个出现了小飞溅，由此可以对其飞溅率进行计算：
而工频交流点焊机则出现了2个大飞溅和1个中等飞溅，其权值为：
由此可以对其飞溅率进行计算：
由此可见，工频交流点焊机的飞溅率比逆变直流点焊机的飞溅率高出很多。
未焊合率的定量指标十分简单，出现则为1，未出现则为0。通过实验可知，在应用逆变直流点焊机进行焊接的过程中，9组实验仅仅有一个未焊合，所以其未焊合率为：
而在应用工频交流点焊机进行焊接的过程中，9组实验之中有4个未焊合，所以其未焊合率为：
由此可见，相比较逆变直流点焊机而言，工频交流点焊机的未焊合率高出很多。
3 结语
通过实验结果可以发现，在应用逆变直流点焊机进行焊接的过程中，其平均强度会比应用工频交流点焊机的平均焊接强度高出一些，且飞溅率和未焊合率都会低很多。由此可见，逆变直流点焊机比工频交流点焊机对焊接质量的影响要小。
参考文献
[1] 邓璟睿，朱才青，江伟， 等.逆变直流电阻点焊电源功率因数研究[J].机电工程技术，2019（9）：81-84.
[2] 珠海市持久电子科技有限公司.基于逆变式点焊机的电路控制系统：CN201821579218.7[P].2019-05-03.
