鋁代銅--交流弧焊機的發(fā)展趨勢

交流弧焊機，作為焊接業(yè)內(nèi)使用量最大的焊接設(shè)備，在用戶心目中占據(jù)著相當(dāng)重要的地位。長久以來，巨大的市場容量使交流弧焊機成為焊接界的兵家必爭之地，這也直接導(dǎo)致了交流弧焊機市場的魚龍混雜。因而不可避免地將用戶帶入了不同的誤區(qū)：一是認為交流焊機越重越好，一是認為銅的交流焊機要比鋁的好。 

   就交流弧焊機國家標(biāo)準(zhǔn)而言，并不存在焊機的重量及材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，其最主要的質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn)是電器性能及安全性能。用戶之所以存在以上想法，是因為交流弧焊機向來被人們看作技術(shù)含量低的勞動密集型產(chǎn)品，而且20世紀(jì)的絕大部分交流弧焊機采用銅線圈制作。但是，隨著人們能源意識的不斷提高、改革觀念的不斷更新，交流弧焊機材質(zhì)已有所改進，國內(nèi)科研人員已明確提出了鋁代銅的優(yōu)勢。 

一、高純度的進口鋁代替銅制作變壓器初、次線圈 

   因現(xiàn)銅的資源較緊缺，而鋁的資源豐富，現(xiàn)金屬價格市場標(biāo)明銅的價格32元/公斤，而鋁的價格在每公斤23-27元之間。而且鋁作為輕型金屬材料被稱為“會飛的金屬”，在今天乃至將來都會被廣泛應(yīng)用在工業(yè)、生活等各方面。雖然鋁在相同截面積下的導(dǎo)電性能比銅要差一些，即鋁的電阻率大于銅的電阻率（鋁的電阻率β鋁≈0.027，銅的電阻率β銅≈0.017）。但完全可以通過增加鋁線的截面積（即電流截面積）來提高其導(dǎo)電性能。如鋁線的截面積達到銅線截面積的0.027/ 0.017≈1.6倍時，導(dǎo)電性能與銅一樣，而鋁的比重大大小于銅的比重（銅的比重d銅＝8.9，鋁的比重d鋁＝2.7），即用鋁代替銅用于變壓器中，在達到相同導(dǎo)電性能的情況下，其用銅、鋁的重量之比8.9/ 2.7≈1.9倍，也就是說鋁雖然導(dǎo)電性能沒有銅好，但通過增加其截面積就可以克服，而且還能大大減輕變壓器的重量。 

   鋁的導(dǎo)熱性能比銅要好得多，在同一時間鋁比銅帶出的熱量多得多，且因制作時鋁線截面積比銅線要大1.6倍，周長也大，散熱面積也增大，這樣使整個焊機變壓器溫升就比銅線制作的要低，也同時大大增大了其表面絕緣層的使用壽命。  

   當(dāng)然，鋁的制作工藝難度比銅大，特別是鋁線的電阻與制作工藝（制線工藝）、鋁的純度相關(guān)，而且國內(nèi)鋁線制作工藝水平不高。目前在中國只有少數(shù)幾家電焊機廠（如中日合資唐山松下、中法合資圣路易等）成功掌握了鋁線達到和優(yōu)于銅線制作的電焊機變壓器線圈的核心技術(shù)。他們普遍采用進口99.8%以上純度鋁線制作，表面采用進口專用變壓器絕緣油絕緣，其它部件與通用電焊機一樣。 

二、矽鋼片 

   現(xiàn)在市面上的交流焊機大部分都比較笨重，究其原因主要是采用的矽鋼片質(zhì)量不夠可靠。而采用0.5mm的進口矽鋼片可大大降低矽鋼片的發(fā)熱量，在相同溫升的條件下可減小變壓器的體積，降低變壓器的重量。 

三、鋁、銅熔化固接工藝 

   因鋁、銅在受熱溫度相同的情況下，鋁的膨脹系數(shù)比銅的膨脹系數(shù)大，而且鋁在受熱后表面氧化生成三氧化二鋁，加之三氧化二鋁的導(dǎo)電性能很差，如鋁線和銅線（銅端子）直接用緊固件（螺栓螺母）緊固，會出現(xiàn)緊固端因鋁線表面三氧化二鋁阻滯，導(dǎo)致緊固端因電阻變大發(fā)熱，電流輸不出等缺陷。針對此技術(shù)缺陷，國內(nèi)一些廠家（如上述廠家）采用鋁、銅熔化固接工藝，即可使初、次級輸出端鋁線直接與銅線熔化金屬固接，從而降低了機器的溫升和損耗。 

   綜上所述，交流弧焊機采用以上三項新技術(shù)、新工藝后，大大降低了焊機的重量、體積，節(jié)約了資源，其可靠性能及各項作業(yè)指標(biāo)均達到國家標(biāo)準(zhǔn)。鋁代替銅必將成為交流弧焊機的發(fā)展趨勢。