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摘要：本文主要从电阻焊的原理及AX系列继电器静接点的生产情况，研究中频逆变技术在产品生产制造中的应用，探索出适合于使产品质量更趋稳定的焊接方式，保证AX系列继电器稳定性及可靠性。
关键词：继电器;电阻焊;中频逆变;产品质量
1前言
AX系列继电器在轨道交通控制环节中必须实现可靠通断的特点，在实际加工过程中对产品质量的可靠性要求特别高，对于产品加工的设备要求同样高，早期此类加工设备均为七八十年代各加工企业自行研制的储能式点焊机，由于储能式点焊机电容放电时间、焊接压力及焊接电流不可控的特点，造成AX系列继电器静接点的银接点和铜片在焊接过程中产品质量不稳定，主要体现在产品外观飞溅、变色发红，剪切拉力波动等方面。为改变上述情形，对AX系列继电器静接点现有储能式的焊接方式进行改造，引入中频逆变技术，对于提高产品的可靠性具有较为重要的意义。
2电阻焊点焊原理
2.1焊接热的产出及影响因素
点焊时产生的热量由下式决定：
Q=I2Rt（J）———— （一）
式中：Q——产生的热量（J）、I——焊接电流（A）、R——上下电极间总电阻（Ω）、t——焊接时间（s）
2.2影响焊接质量的因素主要有以下几种：
2.2.1电阻R及影响R的因素
上下电极之间的电阻包括焊件本身电阻Ra、Rb，两焊件间接触电阻Rc，上下电极与焊件间接触电阻Rd。即
R= Ra+ Rb +Rc+2Rd——（二）
当焊件和电极材料已知时，焊件本身的电阻取决于它的电阻率。
接触电阻Rd出现的时间短暂，一般存在于焊接初期：
1）焊件和电极表面存在氧化物或脏物质层，阻碍焊接电流的通过。
2）在焊件表面已做清洁的前提下，由于表面的微观不平度，使焊件只能在粗糙表面的局部形成接触点。
电极与焊件间的电阻Rd 与Rc和Ra、Rb相比，在上下电极的材质一定的情况下，焊接过程对焊核形成的影响可忽略不计。
2.2.2焊接电流的影响
从公式（一）可见，电流对焊接热量的影响是最主要的，造成焊接电流的变化主要是电容的性能及电容量。
2.2.3焊接时间的影响
为了保证焊核尺寸和焊接强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充，可以采用大电流和短时间，或采用小电流和长时间的组合方式。
2.2.4焊接壓力的影响
上下电极间总电阻R对焊接压力的变动较敏感，随着焊接压力的增大，R大幅减小，而焊接电流的变化不明显，焊点强度反而随着焊接压力的增大而减小。
2.2.5电极形状及材料性能的影响
因电极的接触面积影响着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，所以，电极的形状和材料关系着焊核的形成。
2.2.6焊件表面状况的影响
焊件表面的氧化物、污垢和其他杂质间接增大了接触电阻。由于局部的导通，产生的电流密度过大，造成焊点加热的不均匀，则会产生飞溅和表面发红，引起焊件焊接质量波动。
3储能焊接原理及特点
3.1基本原理
储能焊接原理主要是利用上电极机械弹簧下压实现被焊焊件的紧密贴合，降低上下电极与焊件之间的总电阻R，使电容组在瞬间放电，产生短时大电流（一般在3-6KA左右），实现焊接电流热的产出，从而实现被焊焊件之间形成平滑完整的焊核，具有一点强度的焊接件，达到焊接的目的。
3.2储能焊的优缺点
3.2.1优点
储能式点焊机在焊接过程中，焊接电流利用充满电的电容组放电瞬间产生的约12--14.5v低电压3-6KA左右大电流，以机械弹簧的压力为被焊件提供焊接压力，达到焊接目的。
3.2.2缺点
在焊接过程中电容放电过程焊接电流完全取决于电容的性能，放电电流及放电时间不可控，上电极在频繁的动作中由于机械弹簧的特点，每次动作的压力不可控且由于弹簧的重复压缩释放，容易产生机械疲劳，弹簧势能逐渐降低，造成上下电极之间总电阻R波动，从而影响平滑完整的焊核形成，只能通过定性调节弹簧压缩或放松来调节上下电极之间的压力，从而达到调整焊接质量的目的。
4中频逆变焊接原理及特点
4.1基本原理
中频逆变原理是通过逆变控制器将外部三相交流电，经过IGBT变频模块，通过控制IGBT的开关次序，产生频率在500HZ-1000HZ的中频方波交流电，经变压器降压，采用二极管进行全波整流，即可得到低电压大电流的直流电，实现被焊焊件的电流输出;利用气动元件控制压缩空气来实现上下电极的运动及焊接压力的输出，当然，焊接压力的稳定输出取决于压缩空气气源的压力稳定性;由中频逆变控制器可以实现焊接电流的通断及维持时间，从而实现焊接时间的控制。
4.2特点
从中频逆变的原理中可以看出，中频逆变的焊接电流可以根据焊接实际要求，可以选择不同的焊接电流，焊接时间及焊接压力从而实现电阻点焊过程中的3重要要素的控制，选择合适的参数，焊出平滑完整的焊核，从而使剪切拉力焊接外观满足工艺要求，产品焊接质量稳定性及一致性得到大大提高。
5结论
通过对储能焊接方式和中频逆变技术原理及特点进行分析后，在上下电极材料已定、焊件已做表面清洁、压缩空气压力恒定的前提下，中频逆变技术在AX系列继电器静接点焊接过程中具有明显的优势，在焊接过程中焊接电流、焊接时间做出合适设定，即可生产出质量稳定可靠地产品，值得进一步推广应用。
参考文献：
[1]朱正行等.电阻焊技术[M].北京：机械工业出版社，2000：49-51.
[2]尹显华等.我国数字化逆变式电阻焊机的现状和发展[J].电焊机.2003：12-17.
关键词：继电器;电阻焊;中频逆变;产品质量
1前言
AX系列继电器在轨道交通控制环节中必须实现可靠通断的特点，在实际加工过程中对产品质量的可靠性要求特别高，对于产品加工的设备要求同样高，早期此类加工设备均为七八十年代各加工企业自行研制的储能式点焊机，由于储能式点焊机电容放电时间、焊接压力及焊接电流不可控的特点，造成AX系列继电器静接点的银接点和铜片在焊接过程中产品质量不稳定，主要体现在产品外观飞溅、变色发红，剪切拉力波动等方面。为改变上述情形，对AX系列继电器静接点现有储能式的焊接方式进行改造，引入中频逆变技术，对于提高产品的可靠性具有较为重要的意义。
2电阻焊点焊原理
2.1焊接热的产出及影响因素
点焊时产生的热量由下式决定：
Q=I2Rt（J）———— （一）
式中：Q——产生的热量（J）、I——焊接电流（A）、R——上下电极间总电阻（Ω）、t——焊接时间（s）
2.2影响焊接质量的因素主要有以下几种：
2.2.1电阻R及影响R的因素
上下电极之间的电阻包括焊件本身电阻Ra、Rb，两焊件间接触电阻Rc，上下电极与焊件间接触电阻Rd。即
R= Ra+ Rb +Rc+2Rd——（二）
当焊件和电极材料已知时，焊件本身的电阻取决于它的电阻率。
接触电阻Rd出现的时间短暂，一般存在于焊接初期：
1）焊件和电极表面存在氧化物或脏物质层，阻碍焊接电流的通过。
2）在焊件表面已做清洁的前提下，由于表面的微观不平度，使焊件只能在粗糙表面的局部形成接触点。
电极与焊件间的电阻Rd 与Rc和Ra、Rb相比，在上下电极的材质一定的情况下，焊接过程对焊核形成的影响可忽略不计。
2.2.2焊接电流的影响
从公式（一）可见，电流对焊接热量的影响是最主要的，造成焊接电流的变化主要是电容的性能及电容量。
2.2.3焊接时间的影响
为了保证焊核尺寸和焊接强度，焊接时间与焊接电流在一定范围内可以相互补充，可以采用大电流和短时间，或采用小电流和长时间的组合方式。
2.2.4焊接壓力的影响
上下电极间总电阻R对焊接压力的变动较敏感，随着焊接压力的增大，R大幅减小，而焊接电流的变化不明显，焊点强度反而随着焊接压力的增大而减小。
2.2.5电极形状及材料性能的影响
因电极的接触面积影响着电流密度，电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和散失，所以，电极的形状和材料关系着焊核的形成。
2.2.6焊件表面状况的影响
焊件表面的氧化物、污垢和其他杂质间接增大了接触电阻。由于局部的导通，产生的电流密度过大，造成焊点加热的不均匀，则会产生飞溅和表面发红，引起焊件焊接质量波动。
3储能焊接原理及特点
3.1基本原理
储能焊接原理主要是利用上电极机械弹簧下压实现被焊焊件的紧密贴合，降低上下电极与焊件之间的总电阻R，使电容组在瞬间放电，产生短时大电流（一般在3-6KA左右），实现焊接电流热的产出，从而实现被焊焊件之间形成平滑完整的焊核，具有一点强度的焊接件，达到焊接的目的。
3.2储能焊的优缺点
3.2.1优点
储能式点焊机在焊接过程中，焊接电流利用充满电的电容组放电瞬间产生的约12--14.5v低电压3-6KA左右大电流，以机械弹簧的压力为被焊件提供焊接压力，达到焊接目的。
3.2.2缺点
在焊接过程中电容放电过程焊接电流完全取决于电容的性能，放电电流及放电时间不可控，上电极在频繁的动作中由于机械弹簧的特点，每次动作的压力不可控且由于弹簧的重复压缩释放，容易产生机械疲劳，弹簧势能逐渐降低，造成上下电极之间总电阻R波动，从而影响平滑完整的焊核形成，只能通过定性调节弹簧压缩或放松来调节上下电极之间的压力，从而达到调整焊接质量的目的。
4中频逆变焊接原理及特点
4.1基本原理
中频逆变原理是通过逆变控制器将外部三相交流电，经过IGBT变频模块，通过控制IGBT的开关次序，产生频率在500HZ-1000HZ的中频方波交流电，经变压器降压，采用二极管进行全波整流，即可得到低电压大电流的直流电，实现被焊焊件的电流输出;利用气动元件控制压缩空气来实现上下电极的运动及焊接压力的输出，当然，焊接压力的稳定输出取决于压缩空气气源的压力稳定性;由中频逆变控制器可以实现焊接电流的通断及维持时间，从而实现焊接时间的控制。
4.2特点
从中频逆变的原理中可以看出，中频逆变的焊接电流可以根据焊接实际要求，可以选择不同的焊接电流，焊接时间及焊接压力从而实现电阻点焊过程中的3重要要素的控制，选择合适的参数，焊出平滑完整的焊核，从而使剪切拉力焊接外观满足工艺要求，产品焊接质量稳定性及一致性得到大大提高。
5结论
通过对储能焊接方式和中频逆变技术原理及特点进行分析后，在上下电极材料已定、焊件已做表面清洁、压缩空气压力恒定的前提下，中频逆变技术在AX系列继电器静接点焊接过程中具有明显的优势，在焊接过程中焊接电流、焊接时间做出合适设定，即可生产出质量稳定可靠地产品，值得进一步推广应用。
参考文献：
[1]朱正行等.电阻焊技术[M].北京：机械工业出版社，2000：49-51.
[2]尹显华等.我国数字化逆变式电阻焊机的现状和发展[J].电焊机.2003：12-17.