微型交流电焊机制作方法及工作原理

微型交流电焊机制作方法及工作原理

业余电子制作和维修过程中，难免遇到焊接电池极片或薄钢板，而要确保顺利完成这一任务就离不开电焊机。电焊机通常可分为直流电焊机和交流电焊机两种，这里介绍的是交流电焊机，它由降压变压器、电流调节器和散热系统以及焊接导线、把手等附件组成。焊接时不必使用电焊条，只需把欲焊接的两工件分别作为电路的两个电极，利用接触电阻处产生的高温，将金属瞬间熔化，从而将工件牢牢焊接在一起。由于购买成品电焊机价格不菲，倘若你觉得自己动手能力还不算太弱，也可以和笔者一样充分发挥DIY精神，来制作一台实用的微型交流电焊机。

电路工作原理

　　如图1所示，B2是降压变压器。也是电焊机的核心部件。AB2整流桥、单向可控硅SCR、单结晶体管UJT、电阻R2、R3、R4、R5、电容C2及电位器RP构成了焊接电流无级调节器。直流电流表A用于间接指示焊接工作电流大小。刚与LED组成电源指示电路。小型变压器B1、整流桥AB1、电容C1以及风扇M构成了散热系统。

　　由图可以看出设备电路十分简洁，要说复杂就只能算是电流调节器了。它利用单结晶体管的负阻特性组成张弛振荡器，来作为单向可控硅的触发电路。由于单结晶体管张弛振荡器的电源取自桥式整流电路输出的全波脉动直流电压。当可控硅没有导通时，张弛振荡器的电容C2经R2、R5及RP充电，电容两端电压VC2按指数规律上升。到单结晶体管的峰点电压VP时。单结晶体管UJT突然导通,基区电阻RB1急剧减小。电容C2通过PN结向电阻R4迅速放电，使R4两端电压Vg发生一个正跳变。形成陡峭的脉冲上升沿，随着电容C2放电，VC2按指数规律下降，当低于谷点电压V 时单结晶体管截止。

　　在R4两端输出的是尖顶触发脉冲。使得可控硅SCR导通。B2初级绕组内有交流电流流过，同时可控硅两端压降变得很小，迫使张弛振荡器停止工作，当交流电压过零瞬间，可控硅被迫关断。张弛振荡器再次得电，电容C2又开始充电，这样周而复始不断重复上述过程。调节电位器RP可以改变电容C2的充电时间，也就是改变张弛振荡器振荡周期。自然也就改变了每次交流电压过零后张弛振荡器发出第一个触发脉冲的时刻。相应地改变了可控硅SCR的导通控制角，使加在B2初级绕组两端的电压发生变化。最终达到调节控制次级输出电流的目的。　　

　　器件的选择及测试

　　降压变压器B2选用的是废旧彩色电视发射机声末高功放电子管FU-720F的灯丝变压器。初级交流电压220V。次级交流电压4 V。稳定输出电流可达80A。如果一时找不到诸如此类合适的低电压大电流变压器，也完全可以自制，首先找一个功率300W 以上的220V交流电源变压器，拆除原次级绕组线圈。另用0,5平方厘米以上的铜质电缆线在变压器上绕6～10匝，确保输出电压约为4V即可。

　　单结晶体管选用BT33F，单向可控硅选用CR10AM，实际制作前还要检测一下好坏并分清引脚电极。对单结晶体管。首先判定发射极e，将指针式万用表电阻档置于R X 1k档，用两表笔测得任意两个电极间的正、反向电阻均相等(约2～1OkΩ)时，这两个电极即为b1和b2，余下的一个电极为发射极e,接着区分第一基极b1与第二基极b2，将黑表笔接E极，用红表笔依次去接触另外两个电极，分别测得正向电阻值。由于管子构造上的原因，第二基极b2靠近PN结，所以发射极e与b2间的正向电阻应略小于e与b1间的正向电阻，范围均在几到十几kΩ。因此测得阻值较小时红表笔所接的电极即为b2。阻值较大时红表笔所接的则为b1。不过即使b1、b2弄颠倒了。正常情况下也不会损坏管子。只会影响输出脉；中的幅度，如果发现输出的脉冲幅度偏小时。只需将两个基极对调就可以了。

　　单向可控硅外形酷似大功率三极管。判别其阳极(a)、阴极(k)和控制极(g)三电极引脚时。要用指针式万用表R×10档。测量阻值与其余两脚

　　均不通(正反阻值达几百千欧以上)的则为A极。再测剩余两脚问阻值。阻值较小(约为几十或几百欧)时。黑表笔所接的为g极。另一脚为k极。如果测试结果与上述情况不符。说明元件已坏。

　　直流电流表A可以用易购的毫安表并接一段长导线代替。导线就相当于一个小阻值的分流电阻。具体长度要根据实际使用显示情况适当修剪后确定。散热风扇使用常见的直流12V电脑风扇,变压器B1次级取10V即可。电阻要选2W 以上的，FU 选250V、4A的保险丝。考虑次级输出的电流较大,焊把导线应采用紫铜芯线,并要有足够的截面，以保证在使用过程中不会因过载而发烫。

　　最后提请注意的是，电路组装完毕要安放到合适的金属外壳内，除保证良好通风外，整个电路要与外壳良好绝缘，同时外壳还要可靠接地。

使用注意事项

　　三芯插头接好220V市电，将电源开关K闭合。电源指示灯LED点亮。同时散热风扇开始运转工作，转动电位器RP旋钮，调节好合适的焊接电流,即可进行焊接作业了。因焊接电流限制，金属工件直径不能大于3mm或厚度不大于0.5mm，焊接时要保持工件平稳，可用老虎钳等夹具将一焊把固定在一工件上，另一焊把接触另一工件,待金属熔化后断开一个焊把电极即可。此外，还可以在薄金属板上打孔，或将一焊把夹紧金属工件，用另一焊把电极作笔在工件上刻字、绘画等。

　　操作电焊机应了解和掌握安全用电知识。带有市电的线路部分绝缘要可靠。焊接导线与电焊机、焊钳连接应用螺栓、螺母，加上垫圈并拧紧。对电焊机内部还须定期检查，发现连接有松动或脱焊现象,应及时拧紧和焊牢。导线有残破时，应及时更换或处理；当焊接工作完毕或暂停使用时，应立即切断电源，移动电焊机时务必切断电源；由于电焊时有大量火花喷出，焊件温度也极高，为安全起见，焊接时要远离易燃易爆物品，室外作业还要注意防雨；为减少焊接时产生的较强紫外线辐射危害。连续工作时间不能过长,并尽量穿戴帆布做的防护服和手套。