1.监控原理

恒电流监控是在电阻焊过程中，维持焊机输出的焊接电流有效值为恒定，以保证焊接区产生的热量基本不变，从而获得稳定的焊点熔核尺寸的一种质量监控技术。

根据焦耳定律，焊接电流所产生的热量

式中i_w——流过工件的瞬时电流值（A）；

r——两电极问焊接区的总电阻（Ω）；

t——焊接电流通过的时问（s）。

如果在相同的焊接生产条件下（t也不变），则可近似地认为r不变，那么Q只取决于i_w，并与i_w平方成正比关系。欲保持焊接电流恒定，需根据焊机回路负载阻抗的变化和电源电压的变化等，计算每半波的电流有效值，并与设定的电流值比较。依据比较的差值，调节焊机主电力回路中晶闸管的控制角，使输出焊接电流保持恒定。大量试验和生产实践证明，焊接电流有效值与焊点熔核直径有密切的关系。因此，当生产条件较稳定时，控制焊接电流为恒定，则可实现焊点尺寸的控制。

2.控制仪器及方法

恒电流监控是一个闭环系统，微电脑恒电流控制系统框图如图18-14所示。电流传感器从焊接变压器二次回路上采样，信号经积分复原、精密整流后，送入模数转换器。每半波进行n次模数转换，并读入CPU。在CPU中求出半波的电流有效值^［4］，随后与设定的电流进行比较，计算出下周的热量。根据内存的热量与控制角的关系表格，查出下一周波应控制的控制角，以此驱动晶闸管。恒电流控制仪的响应速度较快，操作简单，成本较低。

图18-14 恒电流控制系统框图^［5］

由于恒电流监控仪采用了微机处理器，因此能实现焊接电流有效值的计算和晶闸管控制角的精确控制。恒电流控制的精度可达到2％。

恒电流监控仪只控制焊接电流参数，并与电流设定值保持一致，因此选择合适的电流设定值则是本监控方法的关键。电流设定值应结合产品结构、材料特征和生产条件，经多次工艺试验而选定，并与焊接时问、电极电压和电极直径相匹配。

恒电流控制的特点是：在电源电压波动和焊机回路阻抗变化时，可以通过输出控制焊接电流稳定焊点熔核尺寸^［6］。图18-15示出恒电流对电源电压的适应性。当电源电压在300～450V之问变化时，恒电流仪可维持焊接电流不变，保证焊点熔核尺寸基本不变。若无恒电流控制，则焊接电流随电压增加而增加，熔核尺寸产生较大变化。图18-16和图18-17是焊接电流对工件层数和焊机回路阻抗变化的适应性。它表明恒流控制下，焊接电流基本上不随负载阻抗的变化而变化。这对有铁磁物伸入焊机回路的生产有实际意义。

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图18-15 电源电压变化的影响^［6］

3.适用范围

由于恒电流控制是使焊机回路中的电流有效值为恒定，而不是控制形成焊点的电流有效值为恒定，所以该方法适用于焊机回路中电参数易变的场合，如电源电压、铁磁物伸入量、被焊板材的厚度等的变化。对会影响焊接过程中电流密度的因素，如分流、电极磨损等，则这种控制不但不宜采用，甚至有不好的作用（如电极磨损）。

图18-16 工件层数的影响^［6］

图18-17 铁磁物质伸入量的影响^［6］

恒电流监控技术适用于点焊、缝焊和凸焊，也可用于电阻对焊。它是目前使用的一种简单、方便、应用广泛的控制方法。

4.应用举例

1）工件名称：环形件与安装座的点焊。

2）材料：1Cr18Ni9Ti。

3）厚度：环形件1.0mm，安装座1.2～1.8mm。

4）电极直径：6～7mm平头标准电极。

5）控制效果：焊接600多件，焊点质量均达到技术要求。解剖一件中各个焊点得到：宏观金相检验熔核直径为4.8～5.4mm，熔核高度为0.55mm。在采用恒电流控制前，由于安装座厚度变化，焊点质量不稳定，有脱焊（未熔合）现象。