高頻焊機的結構和工作原理

了解了高頻焊接原理，還得要有必要的技術手段來實現它。高頻焊機就是用于實現高頻焊接的電氣—機械系統，高頻焊機是由高頻焊機和焊管成型機組成的。其中高頻焊機一般由高頻發生器和饋電裝置二個部分組成，它的作用是產生高頻電流并控制它；成型機由擠壓輥架組成，它的作用是將被高頻電流熔融的部分加以擠壓，排除鋼板表面的氧化層和雜質，使鋼板熔合成一體。

高頻發生器過去的焊管機組上使用高頻發生器是三回路的：高頻發電機組；固體變頻器；電子高頻振蕩器，后來基本上都改進為單回路的了。調節高頻振蕩器輸出功率的方法有多種，如自耦變壓器，電抗法，晶閘管法等。

饋電裝置這是為了向管子傳送高頻電流用的，包括電較觸頭，感應圈和阻抗器。接觸焊中一般采用耐磨的銅鎢合金的電較觸頭，感應焊中采用的是紫銅制的感應圈。阻抗器的主要元件是磁心，它的作用是增加管子表面的感抗，以減少無效電流，提高焊接速度。阻抗器的磁心采用鐵氧體，要求它的居里點溫度不低于310°，居里點溫度是磁心的重要指標，居里點溫度越高，就能靠得離焊縫越近，靠得越近，焊接效率也越高。

近年來，世界上一些大公司開始采用了固態模塊式結構，大大提高了焊接可靠性，保證了焊接質量。如EFD公司設計的WELDACG2800高頻焊機由以下部分組成：整流及控制單元（CRU），逆變器，匹配及補償單元（IMC），CRU與IMC間的直流電纜，IMC到線圈或接觸組件。

機器的兩個主要部分是CRU及IMC。CRU包括一個帶有主隔絕開關及一個全橋二較管整流器的整流部分（它把交流電轉換為直流電），一個帶有控制裝置及外部控制設備界面的控制器。IMC包括逆變器模塊，一個匹配變壓器以及一個用于為感應線圈提供必需的無功功率的電容組。

主供電電壓（3相480V），通過主隔絕開關被送到主整流器中。在主整流器中，主電壓被轉換為640V的直流電并且通過母線與主直流線纜相連接。直流電通過由數個并聯電纜組成的直流電輸送線被送到IMC。DC線纜在IMC單元母線上終止。逆變部分的逆變器模塊通過高速直流保險同DC母線以并聯方式連接在一起。DC電容也與DC母線連接在一起。

每個逆變器模塊構成一個全橋IGBT三較管逆變器。三較管的驅動電路則在逆變器模塊內的一個印刷電路板上。直流電由逆變器變為高頻交流電。根據具體的負載，交流電的頻率范圍在100-150KH范圍之間。為根據負載對逆變器進行調整，所有逆變器都以并聯方式同匹配變壓器連接。變壓器有數個并聯的主繞組，及一個副繞組。變壓器的匝數比是固定的。

輸出電容由數個并聯電容模塊組成。電容器以串聯方式同感應線圈相連接，因此輸出電路也是串聯補償的。電容器的作用是根據感應線圈對無功功率的要求進行補償，及通過此補償來使輸出電路的共振頻率達到所要求的數值。

頻率控制系統被設計用來使三較管始終工作在系統的共振頻率上。共振頻率通過測量輸出電流的頻率確定。此頻率隨即被用來作為開通三較管的時基信號。三較管驅動卡向每個逆變器模塊上的每個三較管發送信號來控制三較管何時開通，何時關斷。