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單極電阻點(diǎn)焊機(jī)器人焊接電源的分析及維護(hù)措施

文檔作者：蘆永安文檔來(lái)源：陜西重型汽車(chē)有限公司			點(diǎn) 擊數(shù)：
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使 維修
汽乍實(shí)川技術(shù)
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20l 2年第l1劃
201 2 N()．1]
單極電阻點(diǎn)焊機(jī)器人焊接電源的分析及
維護(hù)措施
蘆永安
(陜西重型汽車(chē)有限公司，陜西西安710200)
摘要：在重卡駕駛室焊接生產(chǎn)中，由于制作工藝要求需要采用單極點(diǎn)焊，所以單極點(diǎn)焊的焊接
電源不同于普通點(diǎn)焊焊接電源，本文對(duì)單極點(diǎn)焊機(jī)器人焊接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及其使用當(dāng)中的設(shè)備維
護(hù)進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)螛O點(diǎn)焊；大功率整流；直流焊接
中圖分類(lèi)號(hào)：U472．9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671—7988(2012)11—74—03
The unipolar resistance spot welding robot welding power supply and
maintenance measures
LuYongan
(Shaanxi Heavy Duty Truck Co．．Ltd．， Shaanxi Xi’an 710200)
Abstract：Heavy truck cab welding production，due to the production process requirements unipolar spot
welding，a unipolar spot welding power supply diferent from the ordinary spot welding power structure of the
unipolar spot welding robot welding systems and equipment which use its maintenancefor analysis．
Keywords：Unipolar spot welding；Power rectifier；DC welding
CI C No．：U472．9 Document code：B Article ID：1671．7988 (2012) 11．74—03
引言
陜西重型汽車(chē)有限公司德龍系列車(chē)型駕駛室高
頂頂蓋由于零件的一側(cè)電極可達(dá)性很差，故采用單
極點(diǎn)焊機(jī)器人焊接生產(chǎn)，其由于二次回路(焊接回
路)過(guò)長(zhǎng)，焊件單極饋電，所以考慮另一極加銅墊
以減小分流并作為反作用力支點(diǎn)，其次在阻焊變壓
器次級(jí)繞組輸出端加入大功率硅二極管，將交流電
變成為直流電用于焊接，這樣次級(jí)為直流回路，感
抗可忽略。當(dāng)輸出相同電流時(shí)，點(diǎn)焊機(jī)的功率因數(shù)
大大提高，可達(dá)0．8．0．9；其所需視在功率只有普通
作者簡(jiǎn)介：盧永安，就職于陜西重型汽車(chē)有限公司。
點(diǎn)焊機(jī)視在功率的1／3．1／5，對(duì)電網(wǎng)沖擊小。直流加
熱，既避免了交流電幅值下降時(shí)冷卻所造成的熱量
損失，又防止峰值電流過(guò)大而產(chǎn)生的飛濺，直流電
流通過(guò)強(qiáng)磁性金屬所產(chǎn)生的集束效應(yīng)使焊點(diǎn)成型
好、保證質(zhì)量。兩極臂問(wèn)無(wú)交變電磁力，使電極壓
力更穩(wěn)定。
1、單極電阻點(diǎn)焊機(jī)器人工作站系統(tǒng)簡(jiǎn)介
單極點(diǎn)焊機(jī)器人工作站將ABB工業(yè)六軸機(jī)器
人、小原焊接控制系統(tǒng)、焊接工裝夾具動(dòng)作，以及
設(shè)備外圍安全設(shè)施集成在機(jī)器人控制系統(tǒng)上，工件
由人工在工裝上裝配后，工裝滑進(jìn)機(jī)器人工作站，
機(jī)器人收到到位信號(hào)，開(kāi)始進(jìn)行單極點(diǎn)焊焊接，
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2012年第l1期 盧永安：?jiǎn)螛O電阻點(diǎn)焊機(jī)器人焊接電源的分析及維護(hù)措施 75
焊接完畢后，工裝自動(dòng)滑回原位。單極點(diǎn)焊機(jī)器人
工作站如圖1所示，單極點(diǎn)焊焊鉗E安裝在機(jī)器人
本體A上，焊接另外一極是工裝F上的并作為反作
用支點(diǎn)的導(dǎo)流銅墊，小原焊接控制系統(tǒng)B控制焊接
參數(shù)及焊接動(dòng)作，焊接電源D 是次級(jí)端經(jīng)過(guò)整流
250KVA變壓器，其空載電壓31．7V。
A機(jī)器人本體B焊接控制器C機(jī)器人控制柜D焊接電源E單極焊鉗F工裝
a動(dòng)力電源線b焊接電源縫c機(jī)器人驅(qū)動(dòng)線f焊接控制線k焊接電纜包
圖1 單極點(diǎn)焊機(jī)器人工作站示意
2、單極點(diǎn)焊次級(jí)整流的電源結(jié)構(gòu)
焊接變壓器初級(jí)端一相經(jīng)過(guò)焊接控制器可控
硅，一相直接接在斷路器上，焊接變壓器的次級(jí)端
如圖1所示： 當(dāng)交流1電壓高于交流2電壓，且差
值大于2a時(shí)(其中a為二極管的導(dǎo)通門(mén)限電壓)2、3
導(dǎo)通，電流從交流1輸出流過(guò)2和點(diǎn)焊負(fù)載后，經(jīng)
3流回交流2．當(dāng)交流2電壓高于交流1電壓，且差
值大于2a時(shí)(其中a為二極管的導(dǎo)通門(mén)限電壓)l、4
導(dǎo)通，電流從交流1輸出流過(guò)4和點(diǎn)焊負(fù)載后，經(jīng)1
流回交流2。
圖2 單極點(diǎn)焊次級(jí)整流的電源
電阻焊接是瞬時(shí)周期工作，在一個(gè)焊接周期內(nèi)
因?yàn)闃蚴秸麟娐分械拿總€(gè)二極管導(dǎo)通角都是180
度，也就是半個(gè)周期導(dǎo)通，半個(gè)周期截止，所以通
過(guò)單個(gè)二極管平均電流就是負(fù)載電流的一半了，現(xiàn)
場(chǎng)工藝需要點(diǎn)焊負(fù)載8KA一9．5KA，故橋式整流電路
選用IF為5000A3時(shí)平板型二極管。但其在現(xiàn)場(chǎng)使
用當(dāng)中容易燒毀二極管，分析其燒毀原因如下
2．1二極管整流橋散熱
由于點(diǎn)焊功率大，通過(guò)二極管電流大，在其上
的熱損耗相應(yīng)也大。但PN結(jié)溫度不應(yīng)超過(guò)150℃，
所以要對(duì)其強(qiáng)制水冷。如圖2水冷結(jié)構(gòu)圖，并對(duì)其
冷卻水流量進(jìn)行監(jiān)控，水流量最低設(shè)置為3．0LkMin．
當(dāng)冷卻水流量未達(dá)到最低設(shè)置，機(jī)器人程序中斷單
極點(diǎn)焊焊接工作。
卻
包
嘴
壓器．
級(jí)端．
圖2． 整流橋水冷結(jié)構(gòu)圖
2．2測(cè)量散熱器水包進(jìn)出口水溫
測(cè)量散熱器的進(jìn)出口水溫的變化，應(yīng)有明顯的
溫差，在二極管整流橋多處安裝溫控開(kāi)關(guān)，將溫控
信號(hào)寫(xiě)入機(jī)器人單極點(diǎn)焊焊接程序中，當(dāng)溫度達(dá)
到限定溫度中斷機(jī)器人焊接程序，若整流橋散熱
效果不好，適當(dāng)?shù)脑黾铀牧髁坎⒔档瓦M(jìn)水的溫
度。
2。3二極管裝配緊固力矩
二極管在整流橋上的安裝是通過(guò)壓板將二
極管壓在變壓器次級(jí)端整流橋水包上，壓板與水
包用M10的螺桿兩端緊固，考慮到通過(guò)整流橋
電流大，若壓板壓緊力不足會(huì)造成壓板、水包、
二極管三者接觸面問(wèn)短路放電的熱損耗并且燒
損氧化三者的接觸面，這樣也增加了燒毀二極管
的幾率， 螺桿為M10 的情況下緊固力矩為
35—40N／M 之間。
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76 汽車(chē)實(shí)用技術(shù) 2012年第11期
2．4焊接電源導(dǎo)電部分的絕緣 3、結(jié)束語(yǔ)
用搖表檢查變壓器初、次極對(duì)地絕緣，變壓
器初、次極之間的絕緣，整流側(cè)輸出電纜對(duì)地絕
緣，緊固件上的絕緣件是否有漏電，并要保證緊
固件上絕緣件無(wú)熱塑變形，有熱塑變形影響整流
橋的裝配緊固力。
本文基于陜西重型汽車(chē)有限公司駕駛室高
頂頂蓋機(jī)器人單極點(diǎn)焊焊接電源部分進(jìn)行分析，
對(duì)大功率整流直流單極點(diǎn)焊系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)使用
當(dāng)中暴漏出的問(wèn)題及解決措施進(jìn)行說(shuō)明，可以為
焊接工程人員提供幫助。
荷蘭研發(fā)氫燃料電池儲(chǔ)氫新技術(shù)
(文章來(lái)源于蓋世汽車(chē)網(wǎng))
使用金屬納米粒子儲(chǔ)氫可以加快氫燃料電池的充氣速度
荷蘭代爾夫特理工大學(xué)和阿姆斯特丹自由大學(xué)的研究人員證明，金屬合金納米粒子的大小能夠改變儲(chǔ)
存在金屬氫化物中的氫氣釋放的速度。納米粒子越小，氫氣進(jìn)入燃料電池的速度就越快。
研究人員在科學(xué)期刊《先進(jìn)能源材料》10月號(hào)上發(fā)表了他們的研究成果。
9月27日，荷蘭環(huán)境大臣梅拉妮·舒爾茨·范哈根宣布，將特別撥款500萬(wàn)歐元用于推動(dòng)氫動(dòng)力交通
工具在荷蘭的發(fā)展。她說(shuō)，荷蘭及其鄰國(guó)擁有成為“氫天堂”的一切條件。2011年7月，德國(guó)汽車(chē)制造商
戴姆勒公司宣布，計(jì)劃在德國(guó)高速公路沿線修建20個(gè)新的氫充氣站。氫被重新提到了議事日程上。
目前，氫氣需要以700巴的氣壓儲(chǔ)存在汽車(chē)油箱中。因此，充氣站需要使用高壓泵給汽車(chē)油箱充氣，
而高壓泵會(huì)消耗大量能源。所以人們有充分的理由尋找新的儲(chǔ)氫技術(shù)。鎂等金屬無(wú)需高壓就能吸收高密度
的氫，但它的劣勢(shì)在于很難再次釋放出氫，而且釋放過(guò)程十分緩慢。加快氫釋放的一種方法是使用吸附在
基質(zhì)上以消除粒子團(tuán)聚現(xiàn)象的鎂納米粒子。
荷蘭能源轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存材料學(xué)教授伯納德·達(dá)姆及其在代爾夫特理工大學(xué)和阿姆斯特丹自由大學(xué)的同
事們通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，納米粒子與基質(zhì)之間的相互作用能夠加快氫氣的釋放速度。他們利用鎂箔和鈦箔制作
的模型證明如何釋放出氫氣壓。這意味著我們能夠使用吸附在基質(zhì)上的納米粒子來(lái)儲(chǔ)存氫?；|(zhì)材料的選
擇將決定需要使用多大的氫解吸壓力。

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