集电环焊接机的焊接原理

集电环的应用

集电环焊接机的选型

集电环焊接机的特点

集电环焊接机的故障分析

集电环焊接机（Collecting ringweldingmachine），集电环也叫导电环、滑环、集流环、汇流环等。它可以用在任何要求连续旋转的同时，又需要从固定位置到旋转位置传输电源和信号的机电系统中。滑环能够提高系统性能，简化系统结构，避免导线在旋转过程中造成扭伤.集电环焊接机又称为超声波金属焊接机，是铜过超声波对集电环的触点与铜环的一种焊接熔合的焊机。

集电环焊接机的焊接原理

汽车集电环焊接机，汽车集电滑环焊接机采用先进的超声波金属焊接技术焊接。超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工；缺点是所焊接金属件不能太厚（一般小于或等于3mm）、焊点位不能太大、需要加压。

集电环的应用

集电环系列同步电机和异步电动机等采用集电环的电机，比较广泛地用于产业部门，而且，多数是在各种苛刻条件下运行的。这些电机虽然没有直流电机那样的换向作用，但与换向器一样，也出现集电环的异常磨损，电刷振动以及产生火花等弊病。特别从电刷材质来看，集电环用电刷不仅使用石墨电刷，而且为了提高电刷的电流密度，有时也使用金属石墨电刷，所以，还必须考虑异常残余膨胀等因素。即使对于汽轮发电机那样的高速电机或在全封闭气体介质和氢气介质中运行的电机，问题也不少。集电环的材质要求机械强度大，并是电的良导体，还要具有耐腐蚀性，在与电刷滑动接触时，必须具备耐磨性和稳定的滑动接触特性。一般，钢质集电环的耐磨性好，机械强度大，因此大多用于因极性引起集电环磨损差较大的同步电机上。包装机械、电子测试设备、医疗设备、旋转工作台、展览和显示设备、制造和处理控制设备、器人技术、军工技术、闭路监控球形云台等。

集电环焊接机的选型

任何公司的集电环焊接机都有一个中心频率，例如20KHz、40 KHz等，焊接机的工作频率主要由换能器（Transducer）、变幅杆（Booster）、和焊头（Horn）的机械共振频率所决定，发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使焊头工作在谐振状态，每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围，如一般设定为±0.5 KHz，在此范围内焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时，都会对谐振频率作调整，要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1 KHZ，如 20KHz 焊头，我们焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz，误差为5‰。振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数，相当于铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一间公司选择的换能器不同，换能器输出的振幅都有所不同，经过适配不同变比的变幅杆及焊头，能够校正焊头的工作振幅以符合要求，通常换能器的输出振幅为10—20μm，而工作振幅一般为30μm左右，变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状，前后面积比等因素有关，形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等，对变比影响很大，前后面积比与总变比成正比，集电环焊接机一般选用的是20Khz的超声波焊接机来焊接完成的。

集电环焊接机的特点

1、汽车集电环焊接机焊接材料不熔融，不脆弱金属特性。

2、汽车集电环焊接机焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零。

3、汽车集电环焊接机对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。

4、汽车集电环焊接机焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料。

5、汽车集电环焊接机焊接无火花，环保安全。

集电环焊接机的故障分析

1、汽车集电环焊接机发热

焊头在工作时会有一定的发热现象，这是由于材料本身的机械损耗及焊件发热传导所致。焊头发热是否正常判断标准为不带负载（即不接触工件）时，连续发射超声波半小时以上，温度不能够超过50-70℃，如发热厉害，证明焊头已损坏或材料不合格，需要更换。

2．汽车集电环焊接机啸叫

当焊头工作时出现啸叫时，应分析以下原因：

① 汽车集电环焊接机安装螺丝是否已松动

② 汽车集电环焊接机焊头是否产生裂纹

③ 汽车集电环焊接机焊头是否和不应接触的物件相接触。

2、 汽车集电环焊接机过载

当发生器发出过载警报时，应按如下步骤进行检查：

① 汽车集电环焊接机空载测试，如工作电流正常，则可能是焊头接触到不应接触的物件或焊头与焊座之间的参数调节出现故障。

② 汽车集电环焊接机空载测试不正常时，应首先观察焊头是否有裂纹，安装是否牢固，然后拆下焊头再进行空载测试，排除是否是换能器+变幅杆出现问题，一步步进行排除。排除掉换能器+变幅杆出现故障的可能性后，将新的焊头拆换以判断。

③ 汽车集电环焊接机有时会出现空载测试正常，而不能正常工作的情况，有可能是焊头等声能原件内部发生变化，导致声能传递不畅，这里有一个比较简单的判断方法：手触摸法。正常工作的焊头或变幅杆表面工作时振幅是非常均匀的，手摸上去是丝绒般的顺滑，当声能传递不畅时，用手摸上去会有气泡或毛刺的感觉，这时就要采用排除法去排除有问题的部件。发生器不正常时，也能产生同样的情况，因为正常来说检测换能器输入波形时应为顺滑的正弦波，当正弦波上有尖峰或不正常波形时也能产生这种现象，这时可以用另外一整枝声能元件替换以判别。