电焊机原理 自制18650锂电池点焊机

交流脉冲点焊机是一种通过单片机来控制可控硅，截取交流脉冲电压给焊接变压器初级线圈的设备。焊接变压器的作用是将输入的高压脉冲电压转换成低压、大电流的输出，最终通过点焊针进行电流放电，从而完成点焊操作。

这种类型的点焊机具有成本低、故障率低等优点，因此在很多领域得到了广泛应用。其缺点也非常明显。当可控硅被触发导通后，其关断需要等到交流电过零点才能实现，这导致焊接过程中的时间延长。随着时间的推移，焊接功率逐渐下降，从而影响焊接质量。过长的焊接时间不仅没有带来任何焊接效果的改善，反而可能导致焊点温度升高，增加虚焊、炸焊或熔锡等问题。尤其是在保护板镍片点焊时，由于保护板底部的锡非常敏感，这种现象尤为明显。在铝壳负极或钢壳正极的点焊过程中，由于铆钉的面积较小且散热困难，常常会出现密封圈烧融的情况；而保护板镍片点焊时，焊点虚焊或焊盘熔化的现象也屡见不鲜。

相比之下，储能点焊机采用了不同的工作原理。它通过单片机控制储能电容的充电电压，并通过控制电容的放电时间来调节焊接变压器输出稳定的能量，每次放电时输出相同大小的功率，从而确保每次点焊的一致性。需要特别指出的是，目前市面上所谓的微电脑高频逆变点焊机实际上就是一种储能点焊机。

储能点焊机的优点在于能量集中、焊接时间短，而且成本相对较低，特别适合用于电池的点焊。它也存在一定的缺点，如焊接时火花较多，焊接时的故障率较高，且储能电容的容量衰减会导致焊接性能下降。近年来，随着自动化焊接技术的发展，储能点焊机因其充电时间的限制，无法快速稳定地输出焊接能量，仍然主要应用于手动点焊作业。

中频焊接电源通过将交流输入电流整流成直流电，再通过逆变器将其转换成高频脉冲，输入到中频变压器的初级线圈。经过全波整流后，变压器次级输出稳定的低压大电流，从而完成点焊操作。

逆变焊机的性能评估常以频率和控制方式为主要指标。通常，1-10KHz的频率属于中频，10KHz以上则属于高频。在控制方式上，原边定电流控制方式是理想的选择。该方式通过闭环控制来实时调整高频脉冲宽度，从而确保焊接过程中的稳定性。而一些较为简易的焊机则采用固定脉宽调制，属于开环控制方式，这样的控制方式稳定性较差，因为点焊时，点焊针和焊接材料的变化会直接影响焊接效果。频率在4-5KHz之间的中频焊接电源较为理想，这样的频段既能确保焊接波形的稳定输出，又能有效控制较大的放电电流，同时避免过高频率带来的电流响应不足。

晶体管式焊接电源被认为是最理想的电阻焊接电源。它无需焊接变压器，电流上升非常迅速，能够直接输出高频电流波形。在控制方式上，它可以选择定电流、定电压，或者定电流定电压的组合方式，但该设备的一个显著缺点是价格昂贵。

激光点焊机的结构较为复杂，通常由晶体、氙灯、聚光腔、光学谐振腔、冷却滤光部件及激光电源等多个部分组成。它已被广泛应用于电池行业，尤其是钢壳和铝壳盖板的焊接，并且近年来也开始在聚合物PACK保护板的点焊中得到应用。与传统的电阻焊机相比，激光焊接机有许多优点，比如不需要修磨点焊针，焊接牢固，焊点均匀，且不容易产生虚焊。它的价格昂贵，且维护成本较高，依然是限制其广泛应用的主要原因。