小微型点焊机的研制

摘要：简要介绍了点焊机的工作原理，分析了点焊机的结构组成，包括焊接装置和控制装置，阐述了小微型点焊机的制作工艺及使用注意事项。

关键词：点焊;变压器;控制;焊接电流;焊接时间

0 引言

在人们的日常生活或工作中，难免需要对小、薄金属构件进行补焊（如电池极片或薄钢板等），这就离不开电焊机的使用。本文介绍的一种小微型点焊机，焊接时不必使用电焊条，只需把待焊工件搭接加压后通电产生焊点，从而将工件牢牢焊接在一起，操作简单方便。目前国内市场上这种小微型点焊机99%都由业余爱好者自制，焊机质量良莠不齐，更存在诸多隐患。对很多人来讲，自制点焊机相对而言还是比较繁琐的工作，因为它涉及的专业知识不少，对操作者的专业知识要求较高，但得益于网络时代知识共享的优势，我们可以借鉴大量可参考的知识和经验。本文将重点介绍点焊机的制作工艺及使用注意事项，供有关人员参考。

1 点焊机工作原理

点焊是将被焊工件装配并压紧在两电极之间，然后通以“瞬时大电流”，利用焊件之间的接触电阻产生的高温，热熔化母材形成焊点达到焊接的目的。点焊机的核心部件是变压器，它的作用是把输入高电压（220 V或380 V）转换为低压、大电流。大量实践证明，小微型点焊机输出电压以3～5 V为宜，输出电流大小以变压器功率为准。

2 点焊机结构组成

点焊机结构主要由焊接装置和控制装置两部分组成。

2.1    焊接装置

点焊机核心部件为降压变压器，不管是购买、定制还是自制的变压器，都要确保输出低压“瞬时大电流”。小微型点焊机的变压器功率一般选择在1 000 W左右，即可满足日常小、薄（0.3 mm以下）构件的点焊需求。对于自制爱好者而言，可优选一些知名品牌的微波炉变压器，因为这类变压器按低暂载率超功率设计。改装时保留初级线圈，去除变压器的次级线圈，最好用40～50 mm2的铜排缠绕次级，通过计算和试验确定铜排的匝数，确保输出电压在3～5 V。外接至少25 mm2的紫铜输出线（输出线缆越粗效果越好），输出线缆不宜过长，一般不超过1 m，最后外接点焊笔。需要注意的是，铜排导出端与输出线的连接处、输出线与电焊笔的连接处必须压实甚至焊接，以减少接头处电阻。

2.2    控制装置

影响点焊效果的参数有很多，比如焊接电流、焊接时间、电极材料及压力、接头形式等，但基于对小微型点焊机的使用范围、制作成本以及操作力求简单等方面的考虑，在参数控制上主要从最重要的焊接电流和焊接时间上下功夫。目前常用的控制方式如下：

2.2.1    用時间继电器控制焊接时间

这种控制方式采用时间继电器和接触器控制焊接时间的长短，焊接电流的大小取决于变压器次级线圈，其电路如图1所示。采用这种控制方式的优点是线路简单，对制作者的电工知识要求不是很高;缺点是控制不精准，接线头多稍显杂乱，噪声大。

2.2.2    采用可控硅控制焊接电流

通过控制可控硅导通控制角的变化，改变变压器的初级绕组两端的电压，达到调节次级输出电流的目的。可控硅控制焊接电流线路如图2所示，这种控制方法的优点是控制精准，能够根据焊件材质、厚度的变化，灵活调整焊接电流的大小;缺点是电路复杂，尤其对自制点焊机者要求较高。

2.2.3    通过开发集成控制线路板控制焊接电流和时间

对于一些自制爱好者，可以采用定制或购买的集成线路控制板，这样线路连接简单，控制效果也较好。集成线路板控制焊接时间和电流线路如图3所示。

3 小微点焊机制作及使用注意事项

3.1    正确认识点焊电流和时间

点焊时，焊接电流和焊接时间是相互制约和补充的。为了提高焊点强度，一般采用两种控制方式改变焊点强度：一是采用大电流，短时间点焊;二是采用较小电流，增加点焊时间。在金属材料、焊件厚度等允许的情况下，通常采用大电流、短焊接时间方式，这样不至于焊接时间过长，造成焊点氧化等缺陷。

3.2    电极压力对焊接效果的影响

电极压力过小时，容易产生电火花飞溅，电极压力过大时，熔核散热增加导致焊点性能下降。由于小微型点焊机的电极压力基本上都是手动控制，在焊接时配合焊接电流和时间，力争达到最佳的焊接效果。

3.3    减少焊接过程中能耗损失

点焊过程中是利用焊件之间的接触电阻通电流后，产生的热量来熔化接触金属形成焊点的，所以电路中的其他电阻都是浪费电能，直接影响焊接质量。尤其对一些功率小的点焊机，减少能耗损失尤为重要。很多DIY爱好者自制的点焊机焊接效果不理想，大多是此原因造成。比如：点焊前，电极和焊件表面的锈、油污、氧化物等必须用锉刀或砂纸清理干净，露出金属光泽，减少焊接过程中的能量损失;变压器次级回路用的导线尽量用截面积大、材质导电性好的紫铜，线路连接处必须压实（最好焊接）以减少电阻。

4 结语

小微型点焊机制作完毕后，在使用点焊机时，操作者应了解、掌握安全用电知识，焊前检查线路绝缘是否良好。由于焊接时会发热，所以点焊机连续工作时间不能过长，操作者应做好自身防护。

[参考文献]

[1] 郑万众.用微波炉变压器DIY点焊机[J].焊接技术，2017（12）：64-66.

[2] 陈祝年.焊接工程师手册[M].北京：机械工业出版社，2010.

[3] 中国机械工程学会焊接学会.焊接手册[M].北京：机械工业出版社，2008.

收稿日期：2020-01-19

作者简介：郑万众（1975—），男，河北滦南人，高级教师，研究方向：焊接技术教育。