焊接电源采用三相电网供电,电流经整流电路变为脉动直流,随后经由功率开关器件组成的逆变电路变成中频(600~10000赫兹)交流方波接入焊接变压器,降压增流后经次级整流电路变为脉冲直流,最后在焊接回路的电感作用下输出连续的直流大电流,用于完成焊接(见图)。
与单相工频交流电阻焊相比,中频直流电阻焊具有以下优势。
①三相电网负荷均匀,对供电系统的需求降低约1/3。
②焊接电流波形为直流,回路电抗很小,功率因数接近1,焊接热输入效率提高2倍以上。
③焊接变压器的质量和体积减小约70%,可实现变压器与焊钳的一体化,减少次级电缆成本和对机器人抓举力的需求。
④采用脉冲宽度调制(pulse-width modulation; PWM)逆变技术调节焊接电流,电流控制稳定性显著提高,几乎不受电网波动的干扰,通电时间控制精度提高约20倍,可满足精密焊接的要求。
⑤在焊接加热过程中,中频直流电阻焊没有电流过零现象,加热更集中,热输入效率大大提高,适合铝合金、镀锌金属以及中厚板、三层板的焊接。
⑥由于焊接区热量更集中于焊件,并且电极压力不产生交变波动,电极使用寿命长。