铝代铜--交流弧焊机的发展趋势

作者：宁波圣路易逆变电焊机公司 周涛

交流弧焊机，作为焊接业内使用量最大的焊接设备，在用户心目中占据着相当重要的地位。长久以来，巨大的市场容量使交流弧焊机成为焊接界的兵家必争之地，这也直接导致了交流弧焊机市场的鱼龙混杂。因而不可避免地将用户带入了不同的误区：一是认为交流焊机越重越好，一是认为铜的交流焊机要比铝的好。

就交流弧焊机国家标准而言，并不存在焊机的重量及材质标准，其最主要的质量衡量标准是电器性能及安全性能。用户之所以存在以上想法，是因为交流弧焊机向来被人们看作技术含量低的劳动密集型产品，而且20世纪的绝大部分交流弧焊机采用铜线圈制作。但是，随着人们能源意识的不断提高、改革观念的不断更新，交流弧焊机材质已有所改进，国内科研人员已明确提出了铝代铜的优势。

一、高纯度的进口铝代替铜制作变压器初、次线圈

因现铜的资源较紧缺，而铝的资源丰富，现金属价格市场标明铜的价格32元/公斤，而铝的价格在每公斤23-27元之间。而且铝作为轻型金属材料被称为“会飞的金属”，在今天乃至将来都会被广泛应用在工业、生活等各方面。虽然铝在相同截面积下的导电性能比铜要差一些，即铝的电阻率大于铜的电阻率（铝的电阻率β铝≈0.027，铜的电阻率β铜≈0.017）。但完全可以通过增加铝线的截面积（即电流截面积）来提高其导电性能。如铝线的截面积达到铜线截面积的0.027/ 0.017≈1.6倍时，导电性能与铜一样，而铝的比重大大小于铜的比重（铜的比重d铜＝8.9，铝的比重d铝＝2.7），即用铝代替铜用于变压器中，在达到相同导电性能的情况下，其用铜、铝的重量之比8.9/ 2.7≈1.9倍，也就是说铝虽然导电性能没有铜好，但通过增加其截面积就可以克服，而且还能大大减轻变压器的重量。

铝的导热性能比铜要好得多，在同一时间铝比铜带出的热量多得多，且因制作时铝线截面积比铜线要大1.6倍，周长也大，散热面积也增大，这样使整个焊机变压器温升就比铜线制作的要低，也同时大大增大了其表面绝缘层的使用寿命。

当然，铝的制作工艺难度比铜大，特别是铝线的电阻与制作工艺（制线工艺）、铝的纯度相关，而且国内铝线制作工艺水平不高。目前在中国只有少数几家电焊机厂（如中日合资唐山松下、中法合资圣路易等）成功掌握了铝线达到和优于铜线制作的电焊机变压器线圈的核心技术。他们普遍采用进口99.8%以上纯度铝线制作，表面采用进口专用变压器绝缘油绝缘，其它部件与通用电焊机一样。

二、矽钢片

现在市面上的交流焊机大部分都比较笨重，究其原因主要是采用的矽钢片质量不够可靠。而采用0.5mm的进口矽钢片可大大降低矽钢片的发热量，在相同温升的条件下可减小变压器的体积，降低变压器的重量。

三、铝、铜熔化固接工艺

因铝、铜在受热温度相同的情况下，铝的膨胀系数比铜的膨胀系数大，而且铝在受热后表面氧化生成三氧化二铝，加之三氧化二铝的导电性能很差，如铝线和铜线（铜端子）直接用紧固件（螺栓螺母）紧固，会出现紧固端因铝线表面三氧化二铝阻滞，导致紧固端因电阻变大发热，电流输不出等缺陷。针对此技术缺陷，国内一些厂家（如上述厂家）采用铝、铜熔化固接工艺，即可使初、次级输出端铝线直接与铜线熔化金属固接，从而降低了机器的温升和损耗。

综上所述，交流弧焊机采用以上三项新技术、新工艺后，大大降低了焊机的重量、体积，节约了资源，其可靠性能及各项作业指标均达到国家标准。铝代替铜必将成为交流弧焊机的发展趋势。