了解了高頻焊接原理,還得要有必要的技術(shù)手段來實(shí)現(xiàn)它。高頻焊接設(shè)備就是用于實(shí)現(xiàn)高頻焊接的電氣—機(jī)械系統(tǒng),高頻焊接設(shè)備是由高頻焊接機(jī)和焊管成型機(jī)組成的。其中高頻焊接機(jī)一般由高頻發(fā)生器和饋電裝置二個(gè)部分組成,它的作用是產(chǎn)生高頻電流并控制它;成型機(jī)由擠壓輥架組成,它的作用是將被高頻電流熔融的部分加以擠壓,排除鋼板表面的氧化層和雜質(zhì),使鋼板完全熔合成一體。
高頻發(fā)生器 過去的焊管機(jī)組上使用高頻發(fā)生器是三回路的:高頻發(fā)電機(jī)組;固體變頻器;電子高頻振蕩器,后來基本上都改進(jìn)為單回路的了。調(diào)節(jié)高頻振蕩器輸出功率的方法有多種,如自耦變壓器,電抗法,晶閘管法等。
饋電裝置 這是為了向管子傳送高頻電流用的,包括電極觸頭,感應(yīng)圈和阻抗器。接觸焊中一般采用耐磨的銅鎢合金的電極觸頭,感應(yīng)焊中采用的是紫銅制的感應(yīng)圈。阻抗器的主要元件是磁心,它的作用是增加管子表面的感抗,以減少無效電流,提高焊接速度。阻抗器的磁心采用鐵氧體,要求它的居里點(diǎn)溫度不低于310°,居里點(diǎn)溫度是磁心的重要指標(biāo),居里點(diǎn)溫度越高,就能靠得離焊縫越近,靠得越近,焊接效率也越高。
近年來,世界上一些大公司開始采用了固態(tài)模塊式結(jié)構(gòu),大大提高了焊接可靠性,保證了焊接質(zhì)量。如EFD公司設(shè)計(jì)的WELDAC G2 800高頻焊機(jī)由以下部分組成:整流及控制單元(CRU),逆變器,匹配及補(bǔ)償單元(IMC),CRU與IMC間的直流電纜,IMC到線圈或接觸組件。
機(jī)器的兩個(gè)主要部分是CRU及IMC。CRU包括一個(gè)帶有主隔絕開關(guān)及一個(gè)全橋二極管整流器的整流部分(它把交流電轉(zhuǎn)換為直流電),一個(gè)帶有控制裝置及外部控制設(shè)備界面的控制器。IMC包括逆變器模塊,一個(gè)匹配變壓器以及一個(gè)用于為感應(yīng)線圈提供必需的無功功率的電容組。
主供電電壓(3相480V),通過主隔絕開關(guān)被送到主整流器中。在主整流器中,主電壓被轉(zhuǎn)換為640V的直流電并且通過母線與主直流線纜相連接。直流電通過由數(shù)個(gè)并聯(lián)電纜組成的直流電輸送線被送到IMC。DC線纜在IMC單元母線上終止。逆變部分的逆變器模塊通過高速直流保險(xiǎn)同DC母線以并聯(lián)方式連接在一起。DC電容也與DC母線連接在一起。
每個(gè)逆變器模塊構(gòu)成一個(gè)全橋IGBT三極管逆變器。三極管的驅(qū)動(dòng)電路則在逆變器模塊內(nèi)的一個(gè)印刷電路板上。直流電由逆變器變?yōu)楦哳l交流電。根據(jù)具體的負(fù)載,交流電的頻率范圍在100-150KH范圍之間。為根據(jù)負(fù)載對(duì)逆變器進(jìn)行調(diào)整,所有逆變器都以并聯(lián)方式同匹配變壓器連接。變壓器有數(shù)個(gè)并聯(lián)的主繞組,及一個(gè)副繞組。變壓器的匝數(shù)比是固定的。
輸出電容由數(shù)個(gè)并聯(lián)電容模塊組成。電容器以串聯(lián)方式同感應(yīng)線圈相連接,因此輸出電路也是串聯(lián)補(bǔ)償?shù)摹k娙萜鞯淖饔檬歉鶕?jù)感應(yīng)線圈對(duì)無功功率的要求進(jìn)行補(bǔ)償,及通過此補(bǔ)償來使輸出電路的共振頻率達(dá)到所要求的數(shù)值。
頻率控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用來使三極管始終工作在系統(tǒng)的共振頻率上。共振頻率通過測量輸出電流的頻率確定。此頻率隨即被用來作為開通三極管的時(shí)基信號(hào)。三極管驅(qū)動(dòng)卡向每個(gè)逆變器模塊上的每個(gè)三極管發(fā)送信號(hào)來控制三極管何時(shí)開通,何時(shí)關(guān)斷。
感應(yīng)加熱系統(tǒng)的輸出功率控制是通過控制逆變器的輸出電流來控制的。上述控制是通過一個(gè)用來控制三極管驅(qū)動(dòng)器的功率控制卡完成的。
輸出功率參考值由IMC操縱面板上的功率參考電位計(jì)給出,或者由外部控制面板輸出給控制系統(tǒng)。此數(shù)值被傳送給系統(tǒng)控制器后,將與由整流單元測量系統(tǒng)測量出的DC功率數(shù)值相比較。控制器包括一個(gè)限定功能,它可以根據(jù)參考功率值與DC功率測量值的比較結(jié)果計(jì)算出一個(gè)新的輸出電流設(shè)定值?刂破饔(jì)算出來的輸出功率設(shè)定值被送到功率控制卡,此控制卡將根據(jù)新的設(shè)定值來限定輸出電流。
報(bào)警系統(tǒng)根據(jù)IMC中報(bào)警卡的輸入信號(hào)及IMC,CRU中的各類監(jiān)視設(shè)備發(fā)出的信號(hào)來工作。報(bào)警將顯示在工作臺(tái)上。
控制及整流器單元(CRU)
逆變器,匹配及補(bǔ)償單元 (IMC)
直流線纜 輸出功率總線,線圈及接觸頭連接
冷卻系統(tǒng)安裝在一個(gè)自支撐鋼框架內(nèi),所有部件聯(lián)結(jié)成為一個(gè)完整的單元。系統(tǒng)包括:帶有電機(jī)的循環(huán)泵,熱交換器(水/水),補(bǔ)償容器,輸出過程端(次輸出)壓力表,主進(jìn)水口溫度控制閥門,控制閥以及電氣柜。主進(jìn)水口端的熱交換器使用未處理的支流水作為冷卻用水,次端的熱交換器則使用凈化后的中性飲用水作為冷卻水。未處理的水由恒溫閥門控制,它用來測量次輸出端的溫度。鋼框架可以用螺栓固定在門上。