交流弧焊变压器介绍与应用

交流弧焊变压器属于交流电源，是焊条电弧焊电源中最简单而普遍的一种，具有材料省、成本低、效率高、使用可靠、维修容易等优点。

1.基本原理

交流弧焊机采用的是一个特殊的降压变压器，该变压器具有陡降的外特性。为保证外特性陡降及交流电弧的稳定燃烧，在电源内部应有较大的感抗。获得感抗的方法一般是靠增加变压器本身的漏磁（漏感），或在正常漏磁变压器的二次回路中串联电抗器。为了能够调节电流，焊机的感抗值应是可调的（改变动铁心、动线圈的位置或调节铁心的饱和程度）。

根据获得陡降外特性的方法不同，交流弧焊机可归纳成两大类，即串联电抗器类和漏磁变压器类。各类中又分若干型式。交流弧焊机常用的型号及主要技术数据见表3-20。

2.常用的弧焊变压器简介

（1）串联电抗器类

BX2-500型（BC-500型）属于同体组合电抗式交流弧焊机。它的结构特点是：整个弧焊机由电器和变压器两部分组合而成，线路结构如图3-15所示。变压器铁心是“日”字形。弧焊机上部为电抗器，其作用是获得下降外特性，下部为变压器，可将220V或380V的电压降到60～80V。铁心上部装有活动铁心。中部有一个公共磁轭，是电抗器和变压器公用的磁路。变压器的一、二次绕组分绕在两侧心柱上。电抗线圈3在铁心上部，与二次绕组2反联或顺联^[1]。焊接时，由于电抗线圈的电压降而使焊机获得陡降的外特性。电流调节靠转动手柄5改变动铁心4与定铁心的相对位置来实现。动铁心外移，间隙增大，电抗减小，则电流增大；动铁心内移，间隙缩小，电抗增大，则电流减小。其外特性曲线如图3-16所示。

表3-20 交流弧焊机常用的型号及主要技术数据

注：1.括弧中为旧型号。

2.B X 6-120为非标准产品。B X 3-120、B X 3-200将被B X 3-150代替。

3.现制造厂对系列产品中的外形尺寸、重量、工作电压等有不统一处，本表均以批量大的列入。

图3-15 BX2-500型焊机线路结构图

1—一次绕组 2—二次绕组 3—电抗线圈 4—动铁心 5—手柄

图3-16 BX2-500型焊机外特性曲线

这类焊机由于有电抗器，故消耗材料较多，体积大而重，又由于有活动铁心的存在，如果装配不严，则焊接时有振动。小电流焊接时，间隙小、磁力更大、振动也更厉害，易使焊接电流波动，电弧不稳。故这类焊机不适合小电流焊接。

图3-17 BX1-330型焊机线路结构图

1—一次绕组 2、3—二次绕组 4—动铁心 5—螺杆 6—静铁心 7—接线片

（2）漏磁变压器类

1）BX1-330型（BS-330型）属磁分路动铁式交流弧焊机，线路结构如图3-17所示。

铁心由两侧的静铁心和中间动铁心组成。变压器的一次绕组1绕在铁心的一侧a；二次绕组分两部分，一部分2紧绕在一次绕组的外部；另一部分3绕在铁心的另一侧b。前一部分起建立电压作用，后一部分相当于电感线圈，起降压作用，使焊机获得下降外特性，同时它所产生的感应电动势也构成空载电压的一部分。动铁心4起磁分路作用。5为螺杆，6为静铁心。电流调节分粗、细两档：电流的细调节，靠移动动铁心4改变变压器的漏磁来实现。向外移动铁心，磁阻增大，漏磁减小，则电流增大。反之，向内移动铁心，则电流减小。电流粗调节靠改变二次绕组的匝数（改变接线片，即二次绕组接线片7的位置）来实现。二次绕组输出端引线板上有5个接线柱：1、5分别接焊钳和工件；2、3、4接线柱用铜片作不同的连接来实现电流的粗调节。2、3连接时电流小；3、4连接时电流大。外特性曲线如图3-18所示。

这类焊机的优点是：没有单独的电抗器，所以体积小，重量较轻；它的活动铁心有上、下两个气隙，焊接时，在动铁心的这两个气隙处都产生对活动的铁心的吸力，所以受电磁力的作用得以平衡，振动情况较BX2-500型焊机为小。小电流焊接时，振动也很轻微，因而电流波动小，电弧较稳定。

近年来，不少焊工和维修电工从实践中不断总结经验，设计出多种磁分路动铁式焊机。与老结构相比，它的重量轻，材料省，电流调节范围广，而且二次绕组没有抽头，大幅度调节电流也不用换倒板，很受用户欢迎。目前，有的厂已小批量投产制造这种焊机。其结构如图3-19所示。

图3-18 BX1-330型焊机外特性曲线

图3-19 多种磁分路动铁式焊机线路结构图

图3-20 BX3-300型交流焊机线路结构图

1—一次绕组 2—二次绕组 3—铁心 4—螺旋手柄 l₀—一次绕组与二次绕组的距离

2）BX3-300型（BK-300）属于动圈电抗式交流弧焊机（也称动圈式漏磁交流弧焊机）。线路结构如图3-20所示。这种弧焊机的特点是：一次和二次绕组是上、下分别地叠放于铁心柱上；它们的磁耦会很不紧密，漏磁较大。(www.xing528.com)

借螺旋手柄4的转动来移动一次绕组，改变它与二次绕组的距离l₀，通过改变磁耦合程度来达到调节焊接电流的目的。l₀增大时，漏磁增加，漏抗也增加，焊接电流减小。反之，电流增大。这种焊机的优点是没有动铁心，磁路中无气隙，因此避免了焊接时动铁心振动带来的电流不稳定。

3.使用与维修

（1）安装、使用

弧焊变压器一般是单相的。接线时要注意焊机出厂标牌上所标出的一次电压数值。焊钳软电缆线和地线分别接到焊机的二次绕组端两个接线柱上。其接法没有极性要求。

1）安装注意事项：

①要注意配电系统开关和熔断器是否合格，齐全；导线绝缘是否完好；网路电源功率是否够用。

②一次、二次绕组导线的截面要合格。额定负载时，一次绕组导线电压降不宜大于额定网路电压的5%；二次绕组导线电压降不宜大于额定工作电压的10%。

③为保证操作安全，焊机外壳要接地。

④多台变压器安装时，应分别接在三相电网上，尽量使三相负载平衡。

⑤焊机应放在避雨、通风较好的地方。

2）并联注意事项：

①空载电压相同的焊机不论型号、容量是否相同，都可并联应用。

②空载电压不同的焊机不能并联使用。因并联时，在空载情况下各变压器间出现不均衡环流。如需并联，必须设法改装焊机，使彼此之间的空载电压相同。最好是将空载电压高的改为与低的相同，或者设法加装自动空载开关。

③并联运行中的变压器要注意负载电流协调分配（可通过各变压器的电源调节装置调配）。

④变压器并联时，应将它们的一次绕组接在网路同一相。二次绕组也必须同相相联，如图3-21所示。检查接线是否正确时，可先将两台变压器二次绕组任意两个接线端相联，然后用电压表或110V灯泡接其余两接线端。若电压表指示为零或灯泡不亮，则接线正确。否则为不正确，需调换接线端。

⑤多台并联时，可分组、分相接入网路，以利三相负载均衡，如图3-22所示。

图3-21 并联运行图

图3-22 多台分组、分相、并联运行图

（2）电流的远距离控制

常见的交流弧焊电源，如动铁式、动圈式等，要加装一些机电装置才能实现电流遥控。加装的方法可灵活采用。例如，BXZ型同体式变压器要由原来的手动改为电流遥控，方法是拆除调节杆上的手柄，加装由小功率电动机（0.2～0.3kW）拖动的蜗杆减速器，使动铁心均匀移动（移动速度为每秒数毫米）。电气原理如图3-23所示。为了操作安全，控制系统由焊接变压器二次绕组供电。调节开关S装于焊钳处，其他元件装在机体上。调节时，将S接到正或反的位置，接触器KM₁或KM₂接通，电动机M即可正转或反转，移进或移出动铁心，可调节电流大小。K₁、K₂为电源限位开关，以防调节过头损坏机构。S₁、S₂是装在焊机上的电流调节按钮。

图3-23 交流弧焊变压器电流遥控实例

S—远距离调节开关 KM₁、KM₂—接触器 K₁、K₂—电流调节限位开关 S₁、S₂—焊机上的调节按钮 M—调节用电动机

（3）维护修理

正确地维修焊机，不仅能保持其工作性能，而且能延长使用寿命。

使用新焊机或启用长期停用的焊机时，应仔细观察焊机有无损坏处。在使用前，必须按照产品说明书或有关技术要求进行检验。焊机一次、二次绕组的绝缘电阻应分别在0.5MΩ、0.2MΩ以上，若低于此值应予以干燥处理，损坏处需修复。

焊机的供电回路、焊接回路的接头、电线应可靠合格。

焊机的活动部分和电流指示器应清洁、灵活，保持无灰尘、锈污。

焊机本身及其有关部分出故障时，可参照表3-21排除、修理。

表3-21 交流焊机常见故障及其消除方法