电阻焊接方法及实现该方法的装置制造方法及图纸

利用由初级交流电压产生并通过脉宽调制受控的、以半波脉动尤其是交流的焊接电流进行电阻焊接的方法，在各半波内以斩波频率对脉宽调制过程中的初级交流电压斩波，斩波频率是焊接电流频率的倍数，以产生特定的焊接电流波形。实现该方法的装置具有一个静态变频器，所述静态变频器具有一个直流中间级电路以及一个用作输出级的斩波器，该斩波器产生初级交流电压并将它传送到次级电路连接到电阻焊接机的焊接电极的焊接变压器。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用由初级交流电压产生并通过脉宽调制受控以周期性半波脉动(尤其是交流)的焊接电流进行电阻焊接的方法。本专利技术还涉及用于实现该方法的装置，它具有一个静态变频器，所述静态变频器具有一个直流中间级电路以及一个用作输出级的斩波器，该斩波器产生初级交流电压并将它传送到次级电路连接到电阻焊接机的焊接电极的焊接变压器。这种方法和装置可从EP-A2-0 260 963获知，下文将作更详细的讨论。在用于纵向电阻缝焊保存罐或类似物之本体的搭接边缘的一种已知缝焊装置(EP-A1-0 261 328)中，将三相电源交流电压转换为直流电压，直流电压被平滑和转换为有交变极性的脉冲电压。该脉冲电压施加于缝焊装置的焊接电极。脉冲电压的频率是这样选择的，即所得到的焊接电流是连续的，为此在每种情况下由脉冲电压的矩形半波之一产生的各个点焊熔核或焊点彼此搭接。由于焊接电流半波各自是由脉冲电压的半波产生的，焊接电流的波形取决于脉冲电压半波的持续时间。当调节焊接电流时，如果该脉冲持续时间在半波期间内发生变化，这导致焊接电流波形上相当大的变化，这种变化必定认为是缺点。假若焊接电流形式不取决于机器参数，因而不由机器参数所决定，但可以为了使焊接结果最佳而对焊接电流进行预选，则会相当有利。而且，在已知的缝焊装置中，控制每焊点电流的焊接电流调节器在各种情况下以先前焊点的已测定值工作。调节器的反应时间(也由调节器控制的校正装置确定)因此较长(对于500Hz焊接频率，反应时间达1ms)。因此，调节器不能校正焊接参数的快速变化(例如，污染的金属板表面)。为了改进这种已知缝焊装置的调节能力，因而要求缩短调节器的反应时间。为此，转换频率可以设想增加某一个因子。但是，结果焊接电流的频率因此也增加该因子。由于缝焊装置的强电感性负载的结果，因为阻抗与频率成正比地增长，焊接电压减小一个因子，该因子等于开关频率所增加的因子的倒数。为对这进行补偿，已知缝焊装置的变频器及焊接变压器的电压和功率必须增加与转换频率所增加的相同因子。此外，不会再满足焊接频率应与焊接速度保持在一定比值上的要求。在该已知缝焊装置中，由于调节器反应时间长，焊接参数、比如例如焊点的接触电阻(焊接材料的表面质量)、焊接材料的材料性质等不能足够快地加以考虑，也没有可能使焊接电流波形适应不同的焊接条件，例如满足处理不同材料的要求。前述EP-A2-0 260 963提出利用高频电流源，以便使利用较小焊接变压器成为可能。由于这对必要的晶闸管相位控制带来问题，通过在相位控制期间的一个半波内使用事先已根据以前半波的测定值计算的预计算值进行焊接电流的前馈或正向控制。从该公布文件得知的装置也不是在所有工作状态下都能令人满意地工作，因为焊接电流在焊点照样仅接通和断开一次。由于此处调节器在各种情况下也是以先前焊点的测定值操作，调节器的反应时间较长。如果在脉宽调制期间脉冲宽度改变，焊接电流波形也改变，由于这一原因焊接电流不适于特殊材料或特殊工作状态。况且，为两个已知装置所共有的是，仅将焊接电流的二次平均值作为其实际值来测量，因此仅能够控制焊接电流的这种平均值。由于这个原因，将焊接电流的恒定平均值预置为标称值。无级控制正弦交流电流幅值的装置已从CH-A5-668842得以了解。在交流电流的各半波的可变部分上，可将可控电路元件从阻断状态转移到传输状态。无疑，从而提供一种用电子学方法可控可调的变压器，这种变压器实际上是没有延时的，但此处影响焊接电流的可能性也限制于每半波一个转换过程。为此，在这种情况下也不可能获得更快的调节时间。DE-C2-30 05 083描述了制造纵向缝焊圆形物体的方法，其中为了获得连续不间断的焊缝，焊接电流的几乎为矩形的一个半波的持续时间适合于传输焊接电极辊之间的物体所用的时间，为此焊接操作期间所需的能量可通过将高频电流分量叠加在焊接电流上而直接进行控制。通过叠加高频电流分量而调节的可能性不仅对于调节范围而且对调节时间自然是受到限制的。最后，例如由Soudronic出版物“电阻焊接”MDI 00188D，第9和第10页可知，专家熟悉借助于相移控制来改变焊接电流强度。遗憾的是，在各种情况下焊接电流波形也改变。如果在变化的负载条件下焊接电流保持不变，上述情况同样适用，因为在两种情况下相移角度均须改变。而且，焊接变压器初级交流电压的相移控制产生中断的焊接电流，这同样是有害的。本专利技术的目的是提供用于实现前述类型的过程的方法和装置，由此可容易地使焊接电流波形适合于处理不同材料的需要。而且，旨在使该方法和装置适宜于焊接电流的快速调节，直至保证调节。源于前述类型的方法，按照本专利技术来解决问题，其中初级交流电压在脉宽调制期间各半波以斩波频率进行斩波，该频率是焊接电压频率的倍数，以便产生确定的焊接电流波形。源于前述类型的装置，按照本专利技术利用控制装置进一步解决该问题，借助于该控制装置可控制斩波器对初级交流电压的多次斩波。因此，虽然在以上提出的现有技术中，在脉宽调制期间的各半波上初级交流电压仅被斩波一次，但是按照本专利技术，可对初始交流电压斩波n次，其中n＞1。如果按最佳方式实现调节，可获得短的调节时间，因为可在每半波实现焊接电流的若干标称-实际值比较并因此可在脉宽调制过程中重复地影响占空系数。由于斩波频率相应地是焊接电流频率的倍数，在各焊点过程获得快速调节。这使得调节器能够校正焊接参数的快速变化(例如，从污染的金属板表面)。对初级交流电压进行斩波形成的脉冲的形式在各半波上近似为矩形。占空系数、即脉冲宽度/脉冲间隔可在宽的范围内变化。由此可直接影响初级交流电压的平均值，且可按要求预设并由此可变地形成电流波形，这在现有技术中是不可能的。如以上所说明的，在那里它被系统所影响(例如，在相移控制期间)或被确定。尽管以上阐述的现有技术中的斩波频率或者被确实(例如在相移控制期间)，或至多等于焊接频率，但在按照本专利技术方法和装置中它是焊接频率的倍数。然而通过简单控制斩波无需调节也能产生简单选择所要求的焊接电流波形的优点。尽管调节仍为最佳。在一个最佳装置中，存储器至少含有焊接电流曲线每半波的n个标称值，在焊接电流的调节期间这n个标称值与每半波确定的n个电流实际值中的每个进行比较，以便获得在脉宽调制期间能够影响占空系数的设定值。因此该方法和装置具有下列优点，尤其对于最佳的具体实施例而言焊接频率是可变的，斩波频率是焊接频率的可选倍数;电流波形是可以预选的，因而是可变的，并且基本上不被焊接电流调节过程中占空系数的修正所改变;如果工作期间不要保持预选的焊接电流波形，则通过调节程序、即通过对占空系数的影响相应地校正电流波形;保存在存储器中的焊接电流波形可按要求选择，即以矩形、正弦或梯形形式，例如具有倾斜脉冲顶部的梯形或带驼峰或凹谷的梯形(取决于一个焊点内需要的热能平衡，一个焊点内的加热相及冷却相能控制得越好，焊接操作即可控制得越好，以致以前认为不可焊接的材料、比如例如镀铬部件现在借助于本专利技术也可进行焊接);调节器的反应时间明显比现有技术中更短，因为在一个半波内焊接发生n次，并在各种情况下均对电流进行调节。用按照本专利技术选择成对应于焊接频率倍数的高斩波频率来获得这些优点。本专利技术的有益设计构成所附权利要求书的主题。在根据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用由初级交流电压产生并通过脉宽调制加以控制的以周期性半波脉动尤其是交流的焊接电流进行电阻焊接的方法，其特征在于：在各半波内以斩波频率对脉宽调制过程中的初级交流电压进行斩波，在所述斩波频率是焊接电流频率的倍数，以产生特定的焊接电流波形。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H许曼，W苏特，H韦伯，
申请(专利权)人：埃尔帕特朗尼股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]