多功能植钉点焊机

02. 现行的车身钣金修护用焊机，最常见的大约为两种，是电阻式点焊机，是电容式植钉机，它们各自有各自的焊接原理与性能，分别适合不同的应用领域。关于这两种焊机的性能比较请见下表:

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图1是传统电阻式点焊机的电路原理图，参照图1，传统电阻式点焊机的主回路包括市电输入端、功率模块、主变压器和焊枪输出端，控制模块连接功率模块用于设定焊接电流与焊接时间等焊接参数并给予功率输出触发指令。传统电阻式点焊机的好处是焊接电流和时间可控，能持续加热，一般用于焊接铁介子和碳棒加热。但传统电阻式点焊机也存在以下不足:a)电阻式点焊机以相对电容式植钉机小的输出电流、相对长的焊接时间来换取焊接所需的热能，但若遇到铝钉等阻抗极低的焊接材料，则瞬间输出的能量不足以让焊接铝钉产生融熔，只是持续性的加热，造成无法焊接铝钉的情形山)由于电阻式点焊机最大输出的焊接电流较小，需要的焊接时间较长，造成焊点热影响区较大，易破坏钣金的防锈层，导致焊点易生锈，焊接时间长也使得钣金背后的温度较高，一些高级车种钣金背后使用隔音棉，过高的温度有引燃隔音材料的危险；c)电阻式点焊机工作瞬间输入电流大，对用户电网要求较高，且焊接时易产生压降，影响用户的用电，由于需求的功率大，基本上无法使用IlOV单相电源来进行焊接；d)电阻式点焊机的电流输出时间长，对输出电缆的要求高，通常使用规格为70mm2的电缆，笨重、搬运困难，电缆长度一般不超过2米，使用不方便。

03. 图2是电容式植钉机的电路原理图，参照图2，电容式植钉机的主回路包括市电输入端、充电变压器、整流模块、充电开关管、电解电容器、放电开关管和焊枪输出端，控制模块分别连接充电开关管、电解电容器和放电开关管，用于检测设定充电电压和控制开关管进行充放电。电容式植钉机把市电整流后采用大容量的电容器存储，并在使用时释放，以获得瞬间的大电流，一般用于焊接对瞬间输出要求高的铝钉。但电容式植钉机采用电容储能放电的模式进行焊接，其焊接时间不可控，瞬间输出的电流虽大但dl/dt(电流变化率)过高，造成焊接时焊点的固/液态转化时间过短，有时会发生固态金属在转化过程中直接气化导致焊接失败的情形；而且，由于dl/dt(电流变化率)过高的关系，焊接产生的声响、火花、飞溅的情形较为严重。采用电容式植钉机进行铁介子焊接的成功率低，而且焊接强度不高，即便焊上了也经不起拉拔锤的敲击，所以电容式植钉机基本上无法焊接铁介子。由于电容式植钉机放电后需要进行电解电容的再充电，所以无法进行持续性的输出，也就无法使用碳棒连续加热，碳棒加热是汽车钣金修护时的重要工序之一，当钣金焊接完介子或钉子后，会使用拉拔器进行拉拔，同时使用碳棒对拉拔区域进行加热，可以提高拉拔的效果，这个功能对于铝车身钣金修护尤为重要，但电容式植钉机碍于功能无法实现，用户只好另准备一台点焊机来做碳棒加热，碳棒加热也可对不平整的钣金进行区域加热后以湿布极速冷却，利用热胀冷缩的原理来修整钣金。

04. 申请人在先申请的中国技术专利《螺柱焊机用电源装置》(专利号:201010120500.0)解决了电容式植钉机由于电流变化率过高而不能焊接铁介子的问题。通过在电容式植钉机的焊枪输出端前增加第二变压器，从电容瞬间释放的电流经过第二变压器变压调整后，降低dl/dt(电流变化率)，延长电流释放时间，使其满足铁介子的焊接要求，而且对比电阻式点焊机，采用该装置进行铁介子焊接时热区影响小，效果更好。但该装置仍存在电容器充电时间的问题，不能持续加热，不能进行碳棒加热，而且第二变压器在进行变压调整时存在功率损耗，不符合节能环保的要求。

技术内容

05. 为了克服现有技术的不足，技术提供集焊接铁介子、焊接铝钉和碳棒加热功能于一体的多功能植钉点焊机。

06. 技术解决其技术问题所采用的技术方案是:

多功能植钉点焊机，所述焊机包括主电路和控制模块，主电路部分包括电容输出式回路和变压器输出式回路:

所述电容输出式回路包括依次连接的市电输入端、电容充电变压器、整流模块、充电开关、电解电容器、放电开关、第一线圈和焊枪，所述电解电容器上引出地线I与焊枪构成电容输出式回路的输出端，第一线圈串联在放电开关和输出端之间作为电容输出式回路中的电抗器；

所述变压器输出式回路包括依次连接的市电输入端、功率模块、主变压器和焊枪，所述主变压器上引出地线II与焊枪构成变压器输出式回路的输出端；其中，

所述主变压器的原线圈为连接功率模块的第二线圈，主变压器的副线圈为第一线圈。

07. 技术的多功能植钉点焊机具备两种放电模式，分别提供不同的焊接性能与效果。模式一-电容式放电:将焊枪和地线I作为输出端，第一线圈用作电抗器使用，由于增加了电抗器，在电容式植钉或焊接介子时，有效降低输出电流dl/dt (电流变化率)，减小焊接时产生的声响、火花、飞溅，延长焊接时间，给予焊接金属充分的固液态转化时间，提高焊接成功率，克服了传统电容式植钉机无法焊接铁介子的问题；模式二 -主变压器放电:将第一线圈和第二线圈结合用作电阻式输出回路的主变压器使用，焊枪和地线II作为输出端，输出功率与焊接时间可通过控制模块调控，进行持续放电，克服传统电容式植钉机无法加热碳棒的缺点。08. 作为上述技术方案的进一步改进，所述控制模块分别连接充电开关、电解电容器、放电开关和功率模块，用于控制开关进行充放电、检测设定电容器的充电电压、触发变压器输出式回路工作和设定变压器输出式回路的工作参数。

09. 进一步，所述变压器输出式回路工作时，控制模块关闭放电开关，停止对电解电容器进行放电。

10. 进一步，所述电容输出式回路处于工作放电状态时，控制模块禁止触发变压器输出式回路的工作。

11. 进一步，所述电解电容器的充电电压未达预设值时，控制模块关闭放电开关，禁止电解电容器进行放电。

12. 作为上述技术方案的进一步改进，所述焊枪设置有多个可更换的焊接工装头，通过更换焊接工装头使焊枪具有不同的功能，操作方便。更进一步，所述焊接工装头包括用于植钉和安装碳棒的头。

13. 技术的有益效果是:上述多功能植钉点焊机具有以下优点:

1、可焊接铁介子、铝钉、碳棒加热，一机实现铁车、铝车皆可修；

2、采用技术的多功能植钉点焊机进行电容式焊接铁介子，成功率高，焊接时间远低于传统电阻式点焊，热影响区极小，对母材影响少；

3、使用电容式放电焊接铁介子时，由于焊接所需能量为电容式储能非连续性直接输入，输入电流远低于传统电阻式点焊机，对用户电网要求极低，使用时不产生压降，并可使用IIOV单相电源来进行焊接；

4、电容式焊接相较于传统点焊机，焊接时间极短，所以提高了输出电缆的使用率，可减少输出电缆平方数或增加电缆长度，让使用者更便利；

5、切换到主变压器放电模式时，可对钣金进行持续性输出，可做碳棒加热或脉冲缝焊、电熨整平等电容式放电无法实现的功能；

6、第一线圈既充当电抗器也充当主变压器的一部分，一件双用，减少了机器体积，降低了制造成本。

附图说明

14. 下面结合附图和实施例对技术进一步说明。

15. 图1是电阻式点焊机的电路原理图；

图2是电容式植钉机的电路原理图；

图3是技术的多功能植钉点焊机的电路原理图；

图4是技术的多功能植钉点焊机(a)与电阻式点焊机(b)的点焊效果比较图。

具体实施方式

16. 参照图3，技术提供的优选实施例，多功能植钉点焊机，包括主电路和控制模块15，主电路部分包括电容输出式回路101和变压器输出式回路102。

17. 电容输出式回路101由依次连接的市电输入端1、电容充电变压器2、整流模块3、充电开关4、电解电容器5、放电开关6、第一线圈7和焊枪8组成，电解电容器5上引出地线I 9与焊枪8构成电容输出式回路101的输出端，第一线圈7串联在放电开关6和输出端之间作为电容输出式回路101中的电抗器。

18. 变压器输出式回路102包括依次连接的市电输入端1、功率模块10、主变压器和焊枪8，其中，主变压器12的原线圈为连接功率模块10的第二线圈11，主变压器12的副线圈为第一线圈7，所述主变压器12上引出地线II 13与焊枪8构成变压器输出式回路102的输出端。

19. 所述控制模块15分别连接充电开关4、电解电容器5、放电开关6和功率模块10。当变压器输出式回路102工作时，控制模块15通过对功率模块10的调节，触发变压器输出式回路102的工作输出和设定变压器输出式回路102的工作参数，如焊接电流和焊接时间等；同时，控制模块15关闭放电开关6，停止对电解电容器5进行放电。当电容输出式回路101工作时，控制模块15可检测电解电容器5的充电电压并与预设的电压值比较，判断电解电容器5是否完成充电，若电解电容器5未完成充电(电解电容器5的两端电压未达预设值)，则开启充电开关4并关闭放电开关6，对电解电容器5进行充电，并禁止在未完成充电的情况下进行放电，直到电解电容器5完成充电(电压达到预设值)，电解电容器5完成充电后进入待机状态，这时可通过控制模块15开启放电开关6进行放电，电解电容器5处于放电状态时，控制模块15禁止触发变压器输出式回路102的工作。

20. 进一步，焊枪8可设置有多个可更换的焊接工装头，通过更换焊接工装头使焊枪8具有不同的功能，操作方便，更进一步，所述焊接工装头包括用于植钉的植钉头和安装碳棒的加热头，具体的例子可参考在先申请的专利《多功能塑料修补机》和《多功能电焊枪的可更换式枪头》。

21. 技术的多功能植钉点焊机具备两种放电模式，分别提供不同的焊接性能与效果。模式一-电容式放电:将焊枪8和地线I 9作为输出端，第一线圈7用作电抗器使用，由于增加了电抗器，在电容式植钉或焊接介子时，有效降低输出电流dl/dt (电流变化率)，减小焊接时产生的声响、火花、飞溅，延长焊接时间，给予焊接金属充分的固液态转化时间，提高焊接成功率，克服了传统电容式植钉机无法焊接铁介子的问题；模式二-主变压器放电:将第一线圈7和第二线圈11结合用作电阻式输出回路102的主变压器12使用，焊枪8和地线II 13作为输出端，输出功率与焊接时间可通过控制模块15调控，可进行持续放电，克服传统电容式植钉机无法加热碳棒的缺点。

22. 与传统的电阻式点焊机和电容式植钉机相比较，技术的多功能植钉点焊机具有以下优点:

1、具备两种放电模式，可焊接铁介子、铝钉、碳棒加热，一机实现铁车、铝车皆可修，而传统上要实现前述功能需要两台机器，一台电阻式点焊机负责铁介子焊接与碳棒加热，一台电容式植钉机负责铝钉焊接；

2、参照图4，左侧(a)为采用技术的多功能植钉点焊机焊接的铁介子正面和背面示意图，右侧(b)为采用传统电阻式点焊机焊接的铁介子正面和背面示意图。由于传统电阻式点焊机焊接铁介子时的加热时间长，热影响区大，造成母材前后出现烧焦的痕迹，并破坏钣金的防锈层；而采用技术的多功能植钉点焊机进行电容式焊接铁介子，成功率高，焊接时间远低于传统电阻式点焊，热影响区极小，母材光洁无痕，不伤钣金防锈层，可以称为是无痕、无镑点焊；

3、使用电容式放电焊接铁介子时，由于焊接所需能量为电容式储能非连续性直接输入，输入电流远低于传统电阻式点焊机，对用户电网要求极低，使用时不产生压降，并可使用IlOV单相电源来进行焊接；

4、电容式焊接相较于传统点焊机，焊接时间极短，所以提高了输出电缆的使用率，可减少输出电缆平方数或增加电缆长度，如线缆规格可降为25_2，使线缆更加轻便，线缆长度可延伸到4米或更长，让使用者更便利；

5、切换到主变压器放电模式时，可对钣金进行持续性输出，可做碳棒加热或脉冲缝焊、电熨整平等电容式放电无法实现的功能；

6、第一线圈7既充当电抗器也充当主变压器12的一部分，一件双用，减少了机器体积，降低了制造成本。