小微型點焊機的研制

摘要：簡要介紹了點焊機的工作原理，分析了點焊機的結構組成，包括焊接裝置和控制裝置，闡述了小微型點焊機的制作工藝及使用注意事項。

關鍵詞：點焊;變壓器;控制;焊接電流;焊接時間

0 引言

在人們的日常生活或工作中，難免需要對小、薄金屬構件進行補焊（如電池極片或薄鋼板等），這就離不開電焊機的使用。本文介紹的一種小微型點焊機，焊接時不必使用電焊條，只需把待焊工件搭接加壓后通電產生焊點，從而將工件牢牢焊接在一起，操作簡單方便。目前國內市場上這種小微型點焊機99%都由業余愛好者自制，焊機質量良莠不齊，更存在諸多隱患。對很多人來講，自制點焊機相對而言還是比較繁瑣的工作，因為它涉及的專業知識不少，對操作者的專業知識要求較高，但得益于網絡時代知識共享的優勢，我們可以借鑒大量可參考的知識和經驗。本文將重點介紹點焊機的制作工藝及使用注意事項，供有關人員參考。

1 點焊機工作原理

點焊是將被焊工件裝配并壓緊在兩電極之間，然后通以“瞬時大電流”，利用焊件之間的接觸電阻產生的高溫，熱熔化母材形成焊點達到焊接的目的。點焊機的核心部件是變壓器，它的作用是把輸入高電壓（220 V或380 V）轉換為低壓、大電流。大量實踐證明，小微型點焊機輸出電壓以3～5 V為宜，輸出電流大小以變壓器功率為準。

2 點焊機結構組成

點焊機結構主要由焊接裝置和控制裝置兩部分組成。

2.1 ? ?焊接裝置

點焊機核心部件為降壓變壓器，不管是購買、定制還是自制的變壓器，都要確保輸出低壓“瞬時大電流”。小微型點焊機的變壓器功率一般選擇在1 000 W左右，即可滿足日常小、薄（0.3 mm以下）構件的點焊需求。對于自制愛好者而言，可優選一些知名品牌的微波爐變壓器，因為這類變壓器按低暫載率超功率設計。改裝時保留初級線圈，去除變壓器的次級線圈，最好用40～50 mm2的銅排纏繞次級，通過計算和試驗確定銅排的匝數，確保輸出電壓在3～5 V。外接至少25 mm2的紫銅輸出線（輸出線纜越粗效果越好），輸出線纜不宜過長，一般不超過1 m，最后外接點焊筆。需要注意的是，銅排導出端與輸出線的連接處、輸出線與電焊筆的連接處必須壓實甚至焊接，以減少接頭處電阻。

2.2 ? ?控制裝置

影響點焊效果的參數有很多，比如焊接電流、焊接時間、電極材料及壓力、接頭形式等，但基于對小微型點焊機的使用范圍、制作成本以及操作力求簡單等方面的考慮，在參數控制上主要從最重要的焊接電流和焊接時間上下功夫。目前常用的控制方式如下：

2.2.1 ? ?用時間繼電器控制焊接時間

這種控制方式采用時間繼電器和接觸器控制焊接時間的長短，焊接電流的大小取決于變壓器次級線圈，其電路如圖1所示。采用這種控制方式的優點是線路簡單，對制作者的電工知識要求不是很高;缺點是控制不精準，接線頭多稍顯雜亂，噪聲大。

2.2.2 ? ?采用可控硅控制焊接電流

通過控制可控硅導通控制角的變化，改變變壓器的初級繞組兩端的電壓，達到調節次級輸出電流的目的。可控硅控制焊接電流線路如圖2所示，這種控制方法的優點是控制精準，能夠根據焊件材質、厚度的變化，靈活調整焊接電流的大小;缺點是電路復雜，尤其對自制點焊機者要求較高。

2.2.3 ? ?通過開發集成控制線路板控制焊接電流和時間

對于一些自制愛好者，可以采用定制或購買的集成線路控制板，這樣線路連接簡單，控制效果也較好。集成線路板控制焊接時間和電流線路如圖3所示。

3 小微點焊機制作及使用注意事項

3.1 ? ?正確認識點焊電流和時間

點焊時，焊接電流和焊接時間是相互制約和補充的。為了提高焊點強度，一般采用兩種控制方式改變焊點強度：一是采用大電流，短時間點焊;二是采用較小電流，增加點焊時間。在金屬材料、焊件厚度等允許的情況下，通常采用大電流、短焊接時間方式，這樣不至于焊接時間過長，造成焊點氧化等缺陷。

3.2 ? ?電極壓力對焊接效果的影響

電極壓力過小時，容易產生電火花飛濺，電極壓力過大時，熔核散熱增加導致焊點性能下降。由于小微型點焊機的電極壓力基本上都是手動控制，在焊接時配合焊接電流和時間，力爭達到最佳的焊接效果。

3.3 ? ?減少焊接過程中能耗損失

點焊過程中是利用焊件之間的接觸電阻通電流后，產生的熱量來熔化接觸金屬形成焊點的，所以電路中的其他電阻都是浪費電能，直接影響焊接質量。尤其對一些功率小的點焊機，減少能耗損失尤為重要。很多DIY愛好者自制的點焊機焊接效果不理想，大多是此原因造成。比如：點焊前，電極和焊件表面的銹、油污、氧化物等必須用銼刀或砂紙清理干凈，露出金屬光澤，減少焊接過程中的能量損失;變壓器次級回路用的導線盡量用截面積大、材質導電性好的紫銅，線路連接處必須壓實（最好焊接）以減少電阻。

4 結語

小微型點焊機制作完畢后，在使用點焊機時，操作者應了解、掌握安全用電知識，焊前檢查線路絕緣是否良好。由于焊接時會發熱，所以點焊機連續工作時間不能過長，操作者應做好自身防護。

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收稿日期：2020-01-19

作者簡介：鄭萬眾（1975—），男，河北灤南人，高級教師，研究方向：焊接技術教育。