ZX7逆变直流手工电焊机产品资料.docx

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ZX7逆变直流手工电焊机产品资料

ZX7逆变直流手工电焊机

一、电焊机的分类

电焊机是利用正负两极在瞬间短路时产生的高温电弧来熔化电焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结合的目的。

结构十分简单，就是一个大功率的变压器，电焊机一般按输出电源种类可分为两种，一种是交流电源的；一种是直流电的。

是利用电感的原理做成的，电感量在接通和断开时会产生巨大的电压变化，利用正负两极在瞬间短路时产生的高压电弧来熔化电焊条上的焊料，来达到使它们达到原子结合的目的。

电焊机的种类有很多（详见附录一），常见的有，手工交流弧焊机，逆变直流手工弧焊机，逆变直流氩弧焊机，逆变气体保护焊机。

二、产品简介

逆变式直流弧焊机是以大功率开关电子元件（晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT）作为开关元件的逆变式焊条电弧焊机。

首先，将50Hz的工频输入电压经整流滤波成为直流电压，然后通过功率电子开关转换成高频的交流电压，再通过变压器将此交流电压变为适合焊接工艺要求的交流电压，最后经整流滤波变为直流焊接电压。

通过脉冲宽度调节控制技术（PWM），对输出电流进行控制并调节。

由于采用了开关电源逆变技术，焊机重量和体积大幅度下降，效率提高，同时节约了电能消耗。

三、产品特点

与传统的手工交流弧焊机比较，主要特点如下：

1、体积小、重量轻，节省材料，携带、移动方便。

2、高效节能，效率可达到80%～90%，比传统焊机节电1/3以上。

3、动特性好，引弧容易，电弧稳定，溶池容易控制，焊缝成形美观，飞溅小。

4、较高的空载电压和较好的能量推力补偿。

5、适合于与机器人结合，组成自动焊接生产系统。

6、可一机多用，完成多种焊接和切割过程。

四、用途

可用于高空作业，野外作业，室外装修等。

焊接不锈钢、合金钢、碳钢、铜和其他有色金属。

五、工作条件及环境

1、环境条件：

海拔不超过1000m

环境温度围：

工作状态：

－10～＋40℃运输和贮存状态：

－25～＋55℃

相对湿度：

在40℃时≤50%在20℃时≤90%

周围空气中灰尘、酸、腐蚀性气体或物质应不超过正常含量，由于焊接过程而产生的除外

应放臵于干燥通风处，并防止直射和雨淋

2、供电品质：

供电电源：

3～380V/50Hz

电压波动围＜±15%

频率波动围＜±1%

三相电压不平衡率＜±5%

使用引擎发电机时：

要求发电机输出功率大于焊接电源额定输入功率两倍以上，并具备补偿线圈

六、工作原理

逆变电焊机主要是逆变器产生的逆变式弧焊电源，又称弧焊逆变器。

是将工频（50Hz）交流电，先经整流器整流和滤波变成直流，再通过大功率开关电子元件（晶闸管SCR、晶体管GTR、场效应管MOSFET或IGBT），逆变成几kHz～几十kHz的中频交流电，同时经变压器降至适合于焊接的21-28V电压，再次整流并经电抗滤波输出相当平稳的直流焊接电流。

其变换顺序可简单地表示为：

工频交流（经整流滤波）→直流（经逆变）→中频交流（降压、整流、滤波）→直流。

 即为：

AC→DC→AC→DC 。

因为逆变降压后的交流电，由于其频率高，则感抗大，在焊接回路中有功功率就会大大降低。

 所以需再次进行整流。

这就是目前所常用的逆变电焊机的机制。

电流电压经三相主变压器降压，由可控硅元件进行整流，并利用改变可控硅触发角相位来控制输出电流的大小。

从整流器直流输出端的分流器上取出电流信号，作为电流负反馈信号，随着直流输出电流增加，负反馈也增加，可控硅导通角减小，输出电流电压降低，从而获得下降的外特性。

推力电路是当输出端电压低于15V时，使输出电流增加，特别是短路时，形成外拖的外特性，使焊条不易粘住。

引弧电路是每次起弧时，短时间增加给定电压，使引弧电流较大，易于起弧。

从以上叙述可以知道，电焊起弧的时候电路是处于短路状态，电压急剧下降，电流需要很大；起弧后要稳弧，这时候焊条和容池的溶液还是短路过渡状态，电压还是下降，电流还是大；过渡完毕后处于正常焊接状态，电压回升，电流下降。

起弧电流是电焊机工作在焊接起弧时能够输出的最大电流。

推力电流是电焊机焊接时铁水在短路过渡时,焊机另外叠加一电流,使铁水稳定过渡,不易粘条。

焊接电流是电焊机正常焊接的时候提供的工作电流。

功率开关管的比较 

常用的功率开关有晶闸管、IGBT、场效应管等。

其中，晶闸管（可控硅）的开关频率最低约1000次/秒左右，一般不适用于高频工作的开关电路。

（1）、场效应管的特点：

场效应管的突出优点在于其极高的开关频率，其每秒钟可开关50万次以上，耐压一般在500V以上，耐温150℃（管芯），而且导通电阻，管子损耗低，是理想的开关器件，尤其适合在高频电路中作开关器件使用。

但是场效应管的工作电流较小，高的约20A，低的一般在9A左右，限制了电路中的最大电流，而且由于场效应管的封装形式，使得其引脚的爬电距离（导电体到另一导电体间的表面距离）较小，在环境高压下容易被击穿，使得引脚间导电而损坏机器或危害人身安全。

由于场效应管的突出优点，用场效应管作逆变器的开关器件时，可以把开关频率设计得很高，以提高转换效率和节省成本,使用高频率变压器以减小焊机的体积，使焊机向小型化，微型化方便使用。

但无论弧焊机还是切割机，它们的工作电流都很大。

使用一个场效应管满足不了焊机对电流的需求，一般采用多只并联的形式来提高焊机电源的输出电流。

这样既增加了成本，又降低了电路的稳定性和可靠性。

（2）、IGBT的特点：

IGBT即双极型绝缘效应管，其开关频率在20KHz～30KHz之间。

但它可以通过大电流（100A以上），而且由于外封装引脚间距大，爬电距离大，能抵御环境高压的影响，安全可靠。

由于IGBT的开关频率较低，电流大，焊机使用的主变压器、滤波、储能电容、电抗器等电子器件都较场效应管焊机有很大不同，不但体积增大，各类技术参数也改变了。

七、型号含义

ZX7-315（IGBT）

（国外型号为MMA-315）

Z：

表示整流式弧焊机。

X：

表示降特性。

7：

表示逆变。

315：

按国标表示焊机的焊接电流大小。

IGBT：

绝缘门极双极晶体管

八、产品参数

1、输入电压（V）：

初级电压，即接入电焊机的外电压。

单相220V±15%/三相3～380V±15%　50/60Hz

2、额定输入电流（A）:

在额定的约定焊接状态下，焊接电源输入电流的有效值。

3、空载电压（V）：

为了满足引弧与安全的需要，空载（焊接）时，要求空载电压约为60～80V，这既能顺利起弧，又对人身比较安全。

4、电流调节围（A）：

为了适应不同材料和板厚的焊接要求，焊接电流能从几十安培调到几百安培，并可根据工件的厚度和所用焊条直径的大小任意调节所需的电流值。

5、额定输出电压（V）：

焊接起弧以后，要求电压能自动下降到电弧正常工作所需的电压，即为工作电压，约为20～40V，此电压也为安全电压。

6、推力调节围（A）：

推力电流就是当焊条跟工件快要粘在一起时，焊接电流会自己增加，加速焊条熔化，而不至于跟工件粘在一起，影响焊接工艺和焊接质量。

推力电流的另外一个作用就是弧压变小时，增大焊接电流，进而保证输出功率恒定。

6、额定负载持续率（X）：

给定的负载持续时间与全周期时间之比。

这一比值在0～1之间，可用百分数表示；对本部分而言，一个全周期时间为10min。

例如，在60%负载持续率时，施加负载6min，接着空载4min。

7、空载损耗（W）

8、效率

9、功率因数

10、绝缘等级

11、外壳防护等级

12、外形尺寸（mm）

13、重量（kg）

某厂家采用场效应管的ZX7系列逆变直流手工电焊机参数表：

某厂家采用IGBT模块的ZX7系列逆变直流手工电焊机参数表：

九、产品结构

外形图

右图与左图相比，增加了推力调节旋钮。

结构图

以上为采用功率场效应管（MOSFET管）的逆变直流焊机的结构图。

因电路设计的差别，各厂家结构不尽相同，但基本构造一致。

主要零部件：

上板中板底板

1、上板

上板主要包括辅助电源、控制模块、驱动模块、逆变、反馈给定。

2、中板

中板主要包括变压器、二次整流、直流输出。

3、底板

底板主要包括启动保护、一次整流、滤波电路。

线路板（PCB板）好坏的区分：

另外，好的线路板成品表面没有焊渣，基本没有补焊的痕迹，焊点均匀。

各器件的剪脚平齐，布局美观。

电源开关电位器焊接电缆插头散热器

4、电源开关

型号：

HY12-9/22A（14A）250VAC

5、变压器

逆变焊机常用的变压器磁芯采用三种材料：

硅钢片、铁氧体和非晶合金。

1）硅钢片：

在低频场合，硅钢片是最广泛应用的磁芯材料。

此材料的特点是饱和磁密度高，价格低廉。

磁芯损耗取决于硅钢片的厚度和硅的含量。

硅含量越高，电阻率越大，则损耗越小。

2）铁氧体：

铁氧体是制作高频变压器的主要材料之一。

其电阻率大约在106-1012uΩ·cm，适用于几千到几百兆赫的频率之间。

3）非晶合金：

非晶合金分为铁基、铁镍基、钴基和超微晶合金四大类。

各自具有不同的特点，应用场合也不同。

钴基非晶合金在高频下的磁芯损耗最低，适用于几十到几百千赫兹的工作频率。

铁基非晶合金的磁芯损耗比硅钢片低的多，价格比硅钢高，适用于制造中频和工频变压器。

铁镍基非晶合金参数介于铁基和钴基非晶合金之间。

具有较低的磁芯损耗和很高的磁导率。

超微晶合金适用于20KHz以上，数百千赫兹以下的场合。

广泛应用于高频变压器、谐振电感

和滤波电感磁芯。

6、焊接电流调节电位器

型号：

WH118-2W-4.7K

7、冷却风扇

型号：

JD9025HS2/DC24V/0.19A

8、焊接电缆插头（快速接头） 

型号：

DKJ10-25

9、散热器

材质：

铝

10、主要电子元器件说明

（1）、功率场效应管（MOSFET）

MOS场效应管即金属-氧化物-半导体型场效应管（Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect-Transistor），英文缩写为MOSFET，属于绝缘栅型。

是一种单极型的电压控制器件，有驱动功率小、工作速度高、无二次击穿问题，安全工作区域宽等特点。

（2）、绝缘门极双极晶体管（IGBT）

IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor），绝缘栅双极型晶体管，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件,兼

有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。

GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。

IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。

具有工作速度快，输入阻抗高、驱动电路简单、阻断电压高、电流容量大、安全工作区宽等特点。

非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

（3）、集成电路（IC）

集成电路（integratedcircuit）是一种微型电子器件或部件。

采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。

它在电路中用字母“IC”表示。

（4）、电容

电容的符号是C，电容的单位是法拉，简称法，符号是F。

电容器的种类很多，以下是几种常见的电容。

铝电解电容（CD）瓷电容聚丙烯电容器（CBB）涤纶电容（CL）

（5）、电阻

电阻的符号是R，电阻的单位是欧姆（ohm），简称欧，符号是Ω。

电阻的种类很多，以下是几种常见的电阻。

碳膜电阻金属膜电阻贴片电阻热敏电阻压敏电阻

插件元器件较多的线路板贴片元器件较多的线路板

11、配件

（1）、配电箱

（2）、电焊钳

（3）、焊接电缆

（4）、电源线

（5）、地线夹

（6）、焊条

（7）、防护设备：

护目镜手套防护服、鞋

十、安装及准备

1、电源线的连接

  1）每台机都装有一次电源线，应根据焊机的输入电压将一次线接在相应电压等级上，切勿错接电压等级。

 2）一次电源要与对应的电源接线柱或插座接触良好，防止氧化。

  3）用万用表测量一下输入电压值是否在波动围。

2、输出线的连接

  1）每台焊机配有两个快速插头，将快速插头前面板的快速插座上，要用力加以旋紧，保证接触良好，否则工作时间长工作电流大的时候将会烧毁插头与插座，这要引起足够的重视。

  2）焊把线连接前面板的负极，工件接正极，地线钳的另一端与红色快速插头连接，注意连接时用六角板手紧固好，使二次电缆线（把线及地线）与快速插头接触良好，否则将会烧毁快速插头。

  3）要注意接线的极性，一般直流焊机的接线方式有两种：

正接法和反接法；

 正接法：

焊把接负极，工件接正极；（适用于酸性焊条）

  反接法：

工件接负极，焊把接正极。

（适用于不锈钢、纤维素碱性等焊条）

  焊接时根据工件工艺要求而选定，如果选择不当将出现电弧不稳定，飞溅大及粘条等现象，遇此情况可以方便地掉换快速插头改变极性。

  4）如果工件与焊机距离太远（50-100米）。

所用的二次线（把线和地线）比较长，这样选择导线截面积时应适当的大一些，以减少电缆电压降。

3、检查

  1）焊机是否按标准作了可靠接地。

  2）全部结点是否接触良好（尤其地线钳与工件接触）。

  3）输出的把线与地线是否短接。

  4）输出的极性是否正确。

  5）如选用电路保护器，漏电电流＜30mA。

  6）焊接时飞溅能引起火灾，因此要检查附近是否有易燃物等。

操作

1、操作说明

  1）打开电源开关，表头屏幕显示设定电流值，风扇开始旋转。

  2）用户根据需要，调节“焊接电流调节旋钮”和“引弧推力旋钮”，使焊接性能达到要求。

  3）一般情况下，焊接焊条与焊接电流对应值为：

   φ2.5:

70-100A；φ3.2：

110-160A；φ4.0：

170-220A；φ5.0：

230-280A

  4）“引弧推力旋钮”是用来调节焊接性能，尤其在小电流的围与“焊接电流调节旋钮”配合使用，可以方便调节起弧电流大小，而不受“焊接电流调节旋钮”控制，这样在小电流焊接时，就能获得大的能量推力电流达到模拟旋转直流焊机的效果。

  5）如果焊机有遥控装置则：

 A、在使用焊机前，确定遥控选择开关的位置，置下档OFF为不使用遥控器，置上档ON为使用遥控器。

  B、将遥控插头正确地插入遥控插座，旋紧。

以防接触不良。

  C、在不用遥控器时，需将选择开关置在“OFF”，否则，无法在机面板上调节电流。

  D、有的用户在焊机搬运过程中，无意之中把遥控开关碰撞错位，至使焊接调节失灵，却误认为机器出了故障，要引起注意。

2、允许负载持续率

  1）严格按着负载持续率要求工作。

  2）超过负载持续率工作，焊机在焊接过程中会出现突然停止作业的现象，这是焊机超负荷工作，部热敏元件动作，致使焊机停止作业所致。

无须断开电源，让风机继续运转以加快机的降温过程，一般情况5-10分钟（随环境温度和通风条件而变化）即可恢复作业。

（注：

烛纤维素焊条时，适当提升推力）

十一、使用与维护:

安全须知！

重要提示：

焊割过程中，不能切换功能转换开关，以免损坏机器。

进行切割前，必须先拔掉与电焊钳连接的快速插头，确保焊钳与主机断开，以防触电。

使用该设备需加装漏电安全保护开关！

使用国家安全监察部门认可的焊接劳动保护用品！

操作者必须是持有效的《金属焊接（气割）作业》操作证的特种作业人员！

触电-会导致严重伤害！

按照应用标准，安装好接地装置。

在皮肤裸露、戴有湿手套或穿着湿衣服时，禁止接触带电部件或电焊条。

确保您和地面及工件间是绝缘状态。

确认您的工位是安全状态。

烟气-会有害健康！

让头部保持在烟气之外。

在弧焊时，使用通风或抽气装置，避免吸入烟气。

弧光辐射-会损害您的眼睛，灼伤皮肤！

使用合适的焊接面罩和滤光镜，穿上防护服，以保护您的眼睛和身体。

用适合的面罩或帘保护旁观者免受伤害。

火灾-焊接火花可能会导致火灾，确认焊接工位附近无易燃物，请注意安全防火。

噪音-过度的噪音对人的听力有害

保护您的耳朵，使用耳朵防护罩或戴上其他听力保护物。

警告旁观者，噪音会对其听觉造成潜在伤害。

故障-遇到困难时，寻求专业人士的帮助。

使用环境

  1）在比较干燥的环境中使用，空气湿度≤80％；

  2）环境温度-10℃至＋40℃围；

  3）避免在直射或在露天落雨的地方使用；

  4）避免在较大灰尘或有腐蚀性气体的环境中工作。

安全提要

  1）确保良好的通风条件

  本机体积较小，结构紧凑，且输出电流较大，自然通风条件已满足不了元器件散热要求，故机装了轴流风机进行强迫冷却。

请用户注意：

焊机两端及前面的排气百叶窗不得覆盖与堵塞，焊机放置的位置距离周边物体不得小于0.3米，应确保通风条件不断改善，这对焊机的正常运行和使用寿命，均至关重要。

  2）切忌超负荷

  请用户严格按照各种暂载率条件下的最大允许电流去限制电流，绝对不可超负荷工作，以免降低焊机的使用寿命，导至烧毁。

  3）忌过电压

  本焊机的电源电压围参照“主要技术参数”表格，在此种情况下，机的电压自动补偿电路，可保证焊接电流不超过许可值，如电源电压高出规定值就可能造成元器件的损坏。

  4）每台焊机后面都有一个接地螺丝，符号为接地标志，在工作前选截面为4平方毫米的导线将机壳与地可靠连接，以免产生静电或漏电造成故障。

维护（请在切断电源的情况下进行维护）

 1）定期除尘，用干燥清洁的压缩空气进行清除，若在烟大和被污染的空气中使用焊机，每月至少做1次除尘处理。

 2）压缩空气要降到要求的压力，以免损坏焊机的小元件。

  3）检查部的电气连接处确认接触良好（特别是接插件），加固已松动的接点，如果有氧化现象要用砂纸将氧化膜除掉，重新连接。

  4）避免焊机进水或受潮，否则用时吹干，用兆欧表测量绝缘情况（包括连接节点之间及连接点及机壳之间）。

只有证实没有异常情况，才可继续焊接工作。

  5）如果焊机长期不使用，应将焊机放入原包装，存放在干燥环境中。

十二、常见故障及其排除方法

注意：

下列操作要求操作者必须具有足够的电气方面的专业知识和全面的安全常识，操作者应持有能证明其能力和知识的有效件。

ZX7-160常见故障排除

开关电源指示灯不亮，风机不转，无焊接输出

1、确认电源开关闭合。

2、确认输入电缆所接的电源有电。

电源指示灯亮，风机不转，无焊接输出

1、可能是输入错接在380V电源上，造成过压保护电路起动，改接在220V电源上，重新开机即可。

2、220V电力不稳（输入线过细过长）或输入线搭接在电网上，造成过压保护电路起动，增加电网输入线的线径；紧固输入线结点，这种现象关机器5-10分钟后重新开机即可恢复。

3、短时间连续开闭电源开关造成保护电路起动，关机5-10分钟后重新开机即可恢复正常。

4、电源开关到电源板间的导线松脱，重新紧固。

5、电源板上24V继电器未吸合或损坏，查24V电源和继电器，继电器可用同型号的其它继电器更换。

风机转，焊接时输出电流不稳或不受电位器控制，电流时大时小

1、电位器1K，质量有问题，应更换。

2、各种连接处接触不良，尤其接插件等，需检查。

风机转，异常指示灯不亮，无焊接输出

1、检查机各种接插线是否接触不良。

2、输出端连接处有断路或接触不良现象。

3、用仪表测电源板到MOS板（VH-07插件）电压为DC380V左右

（1）硅桥是否断路，硅桥接插线是否接触不良

（2）电源板上四只大电解电容（470UF/450左右）之中个别漏电更换即可

4、MOS板上辅助电源有一绿色指示灯如不亮，请与经销商或本公司联系

5、控制电路问题，请与经销商或本公司联系

风机转，异常指示灯亮，无焊接输出

1、可能是过流保护，请关掉机器待异常指示灯不亮，再重新开机即可恢复正常。

2、可能是过热保护，等待5-10分钟，机器可自然恢复。

3、可能是逆变电路故障：

请拔掉MOS板上的主变压器的供电插头（靠近风机VH-07）重新开机：

（1）如果异常指示灯仍然亮，则是MOS板上个别场效应管损坏，查找并更换同类型的场管即可。

（2）如果异常指示灯不亮

a、可能是中板变压器损坏，可用电桥测量主变压器初级电感及Q值变压器初级为并联L＝12.2-2.0mHQ＞40。

b、可能是变压器二次整流管个别击穿，查找并更换同类型的整流管。

4、可能是反馈电路故障。

ZX7-250、ZX7-315、ZX7-400、ZX7-500故障及排除方法

表头无显示，风机不旋转，无焊接输出

1、确认空气开关闭合

2、输入电缆接的电源有电。

3、热敏电阻（4只）损坏（24V继电器常开点不闭合或触点接触不良）。

4、电源板（底板出现故障，无输出DC537V电压）：

（1）硅桥断路，硅桥接插线接触不良。

（2）电源板有烧焦烧坏的地方。

（3）检查空气开关到电源板的接插线，电源板到逆变板（MOS板）的接插线

5、控制板上的辅助电源部分出故障。

（与经销商或厂家联系）

表头显示正常，风机旋转正常，无焊接输出

1、检查机各种接插线是否接触不良。

2、输出端连接处有断路或接触不良。

3、逆变电路故障（异常指示灯亮）

请拔掉其中一个逆变器板上供电电源线（靠近前面板VH-07插件）和变压器的电源线（靠近风机VH-07插件）重新开机：

如果异常指示灯不亮则故障在此逆变器上，否则故障在另一个逆变器上。

接下来关掉电源把有故障逆变器的供电电源线插上（主变压器的电源线不插）再重新开机：

a、可能是中板变压器损坏，可用电桥测量主变压器初级电感及Q值，分别测量每个变压器。

如果电感量或者Q值很小，更换之

b、可能是中板的整流管个别损坏，更换之

2）如果异常指示灯亮则故障在MOS板，板上个别逆变场效应管坏，用同种型号的场效应管更换之

4、反馈电路故障（异常指示灯亮），与经销商或厂家联系。

手工弧焊飞弧大输出极性连接不合理，对调输出把线极性。

附录一电焊机型号代表字母及序号见如下表