不锈钢叶轮的中频逆变直流焊接
近年来,在不锈钢水泵叶轮的生产过程中,一般采用激光焊接、储能式电阻焊接以及手工氩弧焊接等。然而,随着泵业市场的不断发展,高效、低能耗、低成本运行的生产方式,更能适应市场的变化。于是,叶轮的中频逆变直流电阻焊接正在悄然兴起,从而彻底解决水泵叶轮生产中的瓶颈问题,以及叶轮的制造成本居高不下等问题。
中频逆变直流焊接叶轮在原理上,与储能式电阻焊接叶轮相似,均属于电阻焊范畴,都是采用凸焊的方式,即在叶片上设计有凸点(见图示1)。但在焊机的供电方式上,却又着本质的区别:储能焊机由电容充放电来实现焊接,电容损耗比较大。
而中频逆变直流焊机,则无电容损耗,是通过中频变压器组和逆变器组,将变压器频率由50Hz变到1000Hz,提高电流控制时间精度20倍,同时整流成直流用来焊接。焊接时,经过施压,叶片上的凸点与叶轮盖板最先接触,大电流及高热量集中在凸点位置,从而实现叶片凸点与盖板之间不锈钢基体的熔融焊接。
当达到焊接效果时,因经过超高温熔融后的焊点位置的晶格结构变化,其牢固强度和硬度将超过基体本身(如:相当于经过了一定的淬火处理一样)。又因为不锈钢叶片的材质和结构的特殊性,中频逆变焊接要采用大电流,机型选用次级短路峰值电流达160KA焊机,焊机的结构以具有四个立柱导向杆稳定电极装置机型为首选(见图示2)。
也可以直接采用电阻焊机的标准机型,只是体积略大一些,机架的强度要高一些,下电极座行程可调节,以满足不同规格的叶轮模具的安装和焊接。中频逆变直流焊机相对激光焊机和储能焊机有设备照价低、设备维护成本低、节能、高效、易操作(与文化程度无关)等优点,并且无论是焊接平板型直叶片,还是机翼型圆弧叶片,只要焊接模具精度可靠,焊接的质量就可以保证,完全可以满足大批量生产。下表是激光焊接、储能焊接和中频逆变焊接的比较表:
| 机型类型 | 设备照价 | 维护成本 | 操作难 | 生产 | 焊接质量 | 设备自身功耗 | 维修难易程度 | 设备占用空间 | 设备重量 |
| 易程度 | 效率 | ||||||||
| 激光焊接 | 很高 | 高 | 较难 | 较低 | 满足要求 | 低 | 较难 | 较大 | 一般 |
| 储能焊接 | 高 | 较高(电容损耗) | 一般 | 较高 | 满足要求 | 低 | 一般 | 较大 | 较重(大电容柜) |
| 中频逆变焊接 | 一般 | 很低 | 简单 | 很高 | 满足要求 | 较低 | 容易 | 较小 | 一般 |
