鋁代銅--交流弧焊機的發展趨勢

  交流弧焊機，作為焊接業內使用量最大的焊接設備，在用戶心目中占據著相當重要的地位。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：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準而言，并不存在焊機的重量及材質標準，其最主要的質量衡量標準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含量低的勞動密集型產品，而且20世紀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，交流弧焊機材質已有所改進，國內科研人員已明確提出了鋁代銅的優勢。 

一、高純度的進口鋁代替銅制作變壓器初、次線圈 

   因現銅的資源較緊缺，而鋁的資源豐富，現金屬價格市場標明銅的價格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用在工業、生活等各方面。雖然鋁在相同截面積下的導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，而且國內鋁線制作工藝水平不高。目前在中國只有少數幾家電焊機廠（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于銅線制作的電焊機變壓器線圈的核心技術。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，鋁的膨脹系數比銅的膨脹系數大，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，會出現緊固端因鋁線表面三氧化二鋁阻滯，導致緊固端因電阻變大發熱，電流輸不出等缺陷。針對此技術缺陷，國內一些廠家（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、新工藝后，大大降低了焊機的重量、體積，節約了資源，其可靠性能及各項作業指標均達到國家標準。鋁代替銅必將成為交流弧焊機的發展趨勢。

來源：江西有色金屬