1、安徽理工大学毕业设计论文开题报告 安 徽 理 工 大 学本科毕业设计仿单学院（部）：专业班级 ：学生姓名 ：指导教师 ：年 月 日逆变式埋弧焊机设计摘要近年来，我国的石油、能源、航空航天、汽车、造船、建筑、机械等行业范畴的长足进步，带动了钢铁生产的飞速发展。我国从制造大国不断向制造强国迈进、为我国的焊接市场注入了极大的活力，先进的焊接方式和焊接设备也随之涌现，焊接设备制造业迎来了难得的发展时机和广阔的发展空间。与传统交直流焊接设备比拟，逆变焊接设备的优势是不言而喻的：高效、节能、工艺性能优良、性能价格比高、体积相对小、重量相对轻、噪音低、电磁干扰小等优点。目前、欧美发达国家国家逆变式焊接设备的
2、比重约为60-70我国逆变式焊接设备的使用比重约为28，尚有巨大的上升空间。同时，为了满足我国经济快速发展的同时，全球能源供求矛盾越来越突出，逆变焊机因其高效、节能等突出特点，越来越受泛博用户的欢迎。本篇主要介绍逆变式焊接电源的由来、发展、原理及应用。第一章导论 11.1逆变焊机技术的由来.11.2逆变对节能的感化.31.3逆变对节材的感化 .41.4逆变对焊接工艺控制性能的提升.51.5逆变焊接选型的几点考虑.9第二章埋弧逆变焊机的分类及使用条件2.1逆变焊机的分类2.2逆变埋弧焊机使用条件2.3逆变埋弧焊机的主要技术参数第三章逆变埋弧焊接电源原理与控制.3.1概述.3.2逆变电路的主要工作
3、原理3.3控制电路工作原理.3.4控制系统的数字化第四章逆变埋弧焊机 4.1 埋弧焊的原理及特点. 4.2 埋弧焊机的系统组成. 4.3 逆变埋弧焊机的分类及特点 4.4 埋弧焊接工艺介绍第五章 埋弧自动焊接小车 5.1 埋弧自动小车的组成 5.2 埋弧自动小车工作原理 5.3 埋弧自动小车的焊接工艺介绍第六章 逆变埋弧焊机的发展趋势 6.1 从模拟控制转向数字控制 6.2 焊接工艺将是逆变埋弧焊机的核心竞争力 6.3 关于逆变焊机发展的思考第一章导论1.1逆变焊机技术的由来 焊机的主要部分是焊接电源，而焊接电源的性能决意了焊机的主要性能。从电能的角度看，焊机属于一种二次电源，所谓的二次电源就
4、是将电网的电能转换为工作负载所需要的电压、电流的电能转换装置。在电能的转换中有三种方式：变压、整流、逆变。 变压：按照电磁感应原理利用变压器降低或升高交流电压的过程。变压是AC-AC的过程，此过程只能改变电压的幅值。 整流：利用整流桥将交流电变成直流电的过程。即AC-DC的过程，该过程改变电压的性质。 逆变：将直流电转换成交流电的过程，该过程是整流的逆过程，即DC-AC的过程。通过逆变可以将直流变成任意频率、任意波形、任意幅值的交流。逆变焊机的原理如图1-1所示。在图中可以看到，逆变焊机涵盖了所有的电能变换方式，从交流电网到直流输出经过了AC-DC-AC-AC-DC四个变换过程：将电网来的交流
5、电压整流变成直流电压，即第一个AC-DC是整流过程；通过电子开关的切换将直流变为交流，即DC-AC逆变的过程；逆变后通过变压器降压，即AC-AC降压过程；降压后再整流变为直流输出，即第二个AC-DC的整流过程。图1-1在这四个过程中，最关键最复杂的是第二步的DC-AC逆变的过程。对于逆变焊机，逆变频率在16-100kHZ之间，按照变压器原理中的线圈数与磁芯面积之积与频率成反比的关系，在同等功率下，AC-AC降压过程中所使用的中频变压器的体积相对于50HZ工频变压器可以做的很小。从结构上看，逆变焊机区别于传统焊机的本质在于主电路没有笨重的工频变压器。因此，逆变技术获得了广泛应用。1.2逆变的节能
6、的感化无论是从节能于绿色环保的社会责任的高度，还是从降低焊接过程产生的成本角度，电焊机的节能感化都是用户选择的主要考虑因素之一。降低焊接过程电能消耗有两个方面的问题：一是提倡使用高效的焊接方式；二是提倡使用高效的焊机电源。电焊机节能首先可以从焊接电源的效率指标衡量。效率值=从电网的输入功率/电焊机的输出功率任何一个电源的输出功率都小于输入功率，即效率都小于100，输入功率到输出功率的能量消耗早电源自身。 电源的效率越高就暗示电源自身的能量消耗越少，换言之也就是越节能。1.3逆变对节材的感化逆变焊机在节约材料方面的感化是最显而易见的，因为逆变焊机区别于传统焊机的一个主要特征就是体积小、重量轻，而
7、体积和重量对应的就是材料的用量。在重量分布上，传统焊机主变压器的重量占整机的50以上，如果是交流变压器焊机几乎占100。而逆变焊机主变压器的重量仅占10以下。此外，输出电抗器的重量在传统焊机中的比重也是相当大的，而逆变焊机的输出电抗器可以做的很小，有的甚至不用。由此可见，逆变焊机在节材方面比传统焊机有较显著的优势。分外是在金属材料价格上涨和电子产品器件的下降，因此，逆变焊机的节材变得日渐凸显。1.4逆变对焊接工艺控制性能的提升从焊接工艺研究与制造应用范畴的角度看，逆变焊机的最主要优势浮现在对焊接工艺控制性能方面。逆变焊机采用16-100KHZ中频逆变，一方面有效地降低变压器的体积和重量，同时也
8、有效地提高了电源的响应速度。也正是由于逆变电源响应速度的提升，使得很多新型焊接工艺的实施成为可能。逆变焊机对焊机工艺的提升主要有以下几个方面：一，脉冲MIG与焊接过程的复杂波形控制。二，改善CO2气体庇护焊短路过渡的电子电抗器。三，高性能交流电弧焊接。1.5逆变焊接选型时的几点考虑逆变焊机的选择首先要满足焊接工艺的需要，从这个角度出发，逆变焊机的选型可以参考焊机手册的选择原则。在原则上可以适应于所有焊接的要求。从焊接电流范围看，从几十安培的等离子弧焊，到上千安培的埋弧焊，逆变焊机都可以胜任。逆变焊机的使用环境在一般厂房作业环境均可，但是以下两种情况的选择是应慎重考虑：1有雨淋、潮湿和导电性粉尘
9、的使用环境2使用小功率发电机供电第二章 逆变埋弧焊机的分类及使用条件2.1 逆变焊机的分类按焊接工艺方式分类：1）手工金属电弧焊机 采用药皮焊条进行手工焊接操作的电焊机。2）熔化极气体庇护弧焊机 采用金属熔化极，利用气体（如惰性气体、CO2气体或混合气体）作为庇护进行焊接的弧焊机。3）自动埋弧焊机 采用金属熔化极，利用固体沙状焊剂（如J101 、J301、J501）作为庇护的弧焊机。（本论文重点介绍逆变埋弧自动焊机）2.2 逆变埋弧焊接电源的使用条件2.2.1 环境条件逆变埋弧焊接电源应能鄙人述环境条件下正常工作：1）周围环境空气温度范围。在焊接期间：-10+40；在运输和存储过程中：-25+
10、55。2）空气相对湿度。40时不超过50；20时不超过90。3）周围空气中的灰尘、酸、腐蚀性气体或物质等不超过正常含量，由于焊接过程中而产生的这些物质除外。4）海拔高度应不超过1000m。5）焊接电源的倾斜度不应超过15度2.2.2 供电电源 供电电源应符合GB/T 156的规定。供电电网品质应达到下列要求：1）电压波形应为实际的正弦波。2）电网电压的波动不超过额定值的10。3）电网电压频率的波动不超过额定值的1。4）三相电压允许不平衡度4。2.3逆变埋弧焊机的主要技术参数1）焊接电流 在焊接过程中焊接电源输出的电流。2）负载电压 焊接电源在输送焊接电流时，其输出端之间的电压。3）空载电压 在
11、外部焊接回路开路时，焊接电源输出的电压。4）约定焊接电流（I） 5）约定焊接电压（U） 约定焊接电流有确定线性关系的焊接电源的负载电压。 I600A：U=(20+0.04I); I600A: U=44V6）额定输出 焊接电源的输出额定值。7）额定输入电压 焊接电源设计制造所依据的输入电压有效值。8）额定输入电流 在额定的约定焊接状态下，焊接电源输入电流有效值。9）工作周期 10min或连续。例如，一个全周期时间为10min。在60负载持续率时，施加负载6min，接着空载4min。10）额定负载持续率 给定的负载持续时间与全周期之比。例如，20、 35、 60、 80、 100。 11）功率因数 焊接电流的功率因数等于输入有功功率与输入视在功率之比。12）电磁兼容性（EMC）要求 焊机设备电源端子骚扰电压限值、电磁辐射骚扰电压限值、谐波电流限值、电压波动与闪烁的限值和抗干扰能力等应符合GB15579.10的有关规定。
