逆變焊機優缺點
優點
①體積小、重量輕,節約制造材料,攜帶、移動方便。
弧焊逆變器的基本特點是工作頻率高,由此而帶來很多優點。這是因為變壓器,無論是原繞組還是副繞組,其電勢E與電流的頻率f、磁通密度B、鐵芯截面積S及繞組的匝數W有如下關系:
E=4.44fBSW
而繞組的端電壓U近似地等于E,即:
U≈E=4.44fBSW
當U、B確定后,若提高f,則S減小,W減少,因此,變壓器的重量和體積就可以大大減小。
由于逆變焊割設備中的逆變頻率遠遠高于工頻(是工頻的300~2000倍),因此,其變壓器的體積和重量會大大減小。同理,工作頻率大幅度提高,電抗器的體積和重量也會大幅度減小。
變壓器和電抗器體積、重量的大幅度減小,使逆變焊割設備本身的體積和重量大幅度減小,重量僅為傳統焊機的 1/10~1/5,方便生產、運輸和使用,并能在焊割設備制造中大量節約金屬材料(主要為銅、硅鋼片、鋁等)的耗用。
②節能、高效
逆變焊割設備變壓器和電抗器的體積和重量大大減小,相應的功率損耗(主要為鐵心磁損耗和導線耗能)也隨之大幅減小,其有效功率輸出可達到 82%~93%。而傳統焊割設備的有效功率輸出只有 40%~60%,嚴重浪費電力資源。
③動特性好、控制靈活
逆變焊割設備采用電子驅動半導體功率器件,可以在微秒級的時間范圍精確控制電流的大小,控制精度的提高大幅提升了焊割精度,可以滿足各種弧焊方法的需要。 傳統焊割設備的焊接電流只能通過手動調節變壓器的抽頭和鐵芯進行粗略調整,導致電弧穩定性較差,無法對焊接過程進行準確控制,對焊縫成形、飛濺量的控制較差,難以滿足制造業焊接精細化要求。
④輸出電壓、電流的穩定性好
逆變焊割設備抗干擾能力強,不易受電網電壓波動和溫度變化的影響。傳統焊割設備采用交流電源,由于電流和電壓方向頻繁改變,每秒鐘電弧要熄滅和重新引燃100~120次,電弧不能連續穩定燃燒,使得工件加熱時間較長,降低了焊縫的的強度,難以滿足高質量焊接的要求。
缺點
逆變焊割設備缺點主要為涉及的電子元器件較多,結構復雜,產品生產過程中的調試、檢測、參數設定難度較大。
設備對比
逆變焊割設備與傳統焊割設備相關指標對照如下:
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序號
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傳統焊割設備
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逆變焊割設備
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1
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效率約40%~60%。
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高效、節能,效率可達 80%以上。
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2
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工藝性能較差;引弧困難,粘連,維弧性能
差;電流調節范圍窄,電弧不溫和、飛濺大;
焊縫成形一般,抗拉強度不高。
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工藝性能優良;引弧容易、不粘連、
維弧性能好;電流調節范圍寬,電
弧溫和、飛濺??;焊縫成形美觀,
抗拉強度高。
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3
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體積大,重量大,笨重。
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體積小,重量輕,體積僅為傳統焊
機的1/5到1/3,攜帶及操作方便。
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4
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性能價格比低。
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產品價格合理,性能價格比高。
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5
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噪音高,電磁干擾強。
|
噪音低,電磁干擾較小。
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以工業生產中常用的 400A手工焊機進行比較,傳統交流焊機與逆變焊機的具體數據如下表:
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對比項目
|
傳 統 交 流 弧 焊 機
(BX1-400)
|
逆變焊機(瑞
凌ZX7-400G
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對比結果
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主變壓器工作頻率(Hz)
|
50
|
15,000
|
15,000
|
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額定輸入功率(KW)
|
22.432
|
10.953
|
額定輸入功率少 51%
|
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空載損耗(W)
|
3,230
|
228
|
減少損耗 93%
|
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效率(%)
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65.39
|
84.53
|
效率提高 29%
|
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功率因數(COSφ )
|
0.722
|
0.915
|
功率因數提高 27%
|
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年耗電量(度)
|
28,912
|
13,059
|
節電 55%
|
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外形尺寸(mm)
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610*410*532
|
480*230*390
|
體積約為 1/3
|
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銅線長度(m)
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263.7
|
8.2
|
長度約為 1/32
|
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銅線重量(kg)
|
41.7
|
1.027
|
重量約為 1/40
|
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主變壓器重量(kg)
|
65
|
2.065
|
重量約為 1/31
|
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機器總重量(kg)
|
75
|
20
|
重量約為 1/4
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主要材料
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銅、鋼等金屬材料占
整機成本90%以上
|
電子元器件
占整機成本
約 50%
|
每臺節約銅 41公斤、鋼25 公斤
|
備注:年耗電量按每年工作 245天,每天工作 8小時(負載持續率60%,負載 4.8小時,
空載 3.2小時)計算;電費按0.79元/度計算。
經測算,以300A/30V焊機為例,一臺逆變焊機每年可節電6075.9度,節約電費4800元。
歐美等發達國家逆變焊割設備占整個電弧焊比重約為 60%~70%,而我國這一比重只有28%左右,適應國家節能減排要求,全面推廣使用逆變焊割設備,到 2015 年如將逆變焊割設備的使用比重從 2009 年的 28%提高到 50%,按國內電弧焊機容量 500 萬臺、設備利用率 60%保守推算,每年將在全國范圍內節
約工業用電 70 億千瓦時(僅按替代傳統焊割設備產生的節能效應計算,未考慮焊割設備市場容量未來增長情況),相當于兩座百萬千瓦裝機容量火電廠全年發電量,可減少280萬噸標準煤消耗和 700萬噸二氧化碳排放,并可為國家節約銅材約4.5萬噸、鋼材約 2.8萬噸。
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