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超大功率中频逆变电阻焊机的研发——广州松兴电器有限公司麦力

2013-02-26 16:51:11 我要评论(0) 字号:T | T
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在汽车零部件制造领域,随着成本压力的持续升高,制造商要不断的寻找更省材料、更高效率的加工工艺。某汽车发动机上的零件,其形状如图1,原来是整体锻造的,但为了更节省材料,制造商将其分为两体焊接而成,采用摩擦焊焊接工艺,每个工件摩擦焊接时间需要二十几秒。

在汽车零部件制造领域,随着成本压力的持续升高,制造商要不断的寻找更省材料、更高效率的加工工艺。

某汽车发动机上的零件,其形状如图1,原来是整体锻造的,但为了更节省材料,制造商将其分为两体焊接而成,如图2所示。采用摩擦焊焊接工艺,每个工件摩擦焊接时间需要二十几秒。

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图1

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图2

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图3

摩擦焊接效率太低,为此广州松兴研发采用更高效率的电阻焊方法。通过对工件的分析、评估,松兴采用圆环凸焊工艺,在圆盘工件上加工出两道圆凸环与圆环工件焊接(如图3)。评估出的焊接参数如下表:

焊接电流

焊接时间

焊接压力

焊机功率

220kA

0.6S

40kN

1200kVA

采用单相工频交流焊机是不可能的,并且制造商的工厂根本没有这么大的供电容量。采用三相次级整流焊机,对如此大功率的阻焊变压器、控制器的制造,其成本与制造周期又无法承受。经对各类焊接电源分析与评估,最后决定采用中频逆变直流电阻焊电源。

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图5

中频逆变直流电源的特点就是模块化,根据不同规格的变压器与控制器便可组合成焊接电流从5kA~360kA的阻焊焊接电源。在这里选定用12台变压器并联,2台控制器组成主-从结构。变压器、控制器的技术参数如表1;其主回路电原理图如图4所示;根据焊接工件的形状特点,焊机的整体结构设计如图5所示。

表1 变压器、控制器的技术参数

 

组合方式

技术参数

Usec (V)

IconA

ImaA

单个

控制器

500.0

660

2400

变压器

9.0

6500

36000

第一组合

1控制器+3个变压器

9.0

19500

105000

第二组合

1控制器+6个变压器

9.0

36000

120000

第三组合

2控制器+12个变压器

9.0

72600

240000

电极加压机构为了中间滑动板下平面与下平台上平面之间的平行度可达到±0.02mm,我们采用四柱模架结构,其整体结构如图六,既可独立承受高压力,又能保证足够高的精度。机体的其余部分完全无需承受压力。这对于大圆环的凸焊非常有利。电极加压力采用了液压系统,系统压力只需8.0MPa,电极压力就可达60kN。变压器左右对称排布,既可使大电流分为两路传输,减少次级回路导体的制造困难,又可使电流分布均匀,增加焊接的可靠性。

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