关键词：单片机；电弧螺柱焊机

1  概述

    螺柱焊是一种高效的全截面焊接方法，是指在金属螺柱或类似的金属零件的端面与另一金属工件表面之间产生电弧，待结合面熔化时迅速施加压力，完成焊接的一种方法。这种焊接技术由于具有快速、可靠、简化工序、降低成本等一系列优点而得到了广泛的应用。近年来，随着钢结构在建筑、桥梁等领域的广泛应用，大直径栓钉（焊钉）的焊接越来越多的采用螺柱焊的方法。作为大直径螺柱焊技术的核心——电弧螺柱焊机的性能的好坏，直接影响螺柱焊的质量。

    目前，国产的电弧螺柱焊机型号有RSN-630、1000、1600、RSN2-2500、3150等，可焊直径3~30 mm 栓钉（焊钉）。成都斯达特焊接研究所生产的RSN2-3150型电弧螺柱焊机的额定最大焊接电流达3150A，可焊直径30mm栓钉，据世界前列。这类焊机与进口产品相比，其焊接电源都是用晶闸管控制，并可连续调节焊接电流。从调节和稳流性能以及可靠性方面考核，差别不大。在控制方面，进口产品都是用单片机控制的，而国内产品基本都是用分立器件控制，与进口产品相比差距较大，因此，研制单片机控制的电弧螺柱焊机，对提升国产螺柱焊机的技术水平和可靠性具有重要的现实意义。

2  RSN3-3150型电弧螺柱焊机的设计

2.1 RSN3-3150型电弧螺柱焊机基本部件的设计

2.2 单片机控制的程控电路的设计

2.2.1 单片机的选择和程控电路的功能要求

2.2.2 程控电路硬件的设计

2.2.3 程控电路软件的设计

2.3  系统的抗干扰设计

3  结论

   研制的单片机控制的RSN3-3150型电弧螺柱焊机主要特点有:

1) 焊接电流和焊接时间连续可调,使焊接参数很容易设定到最佳状态；
2）采用晶闸管控制，能稳定和补偿电网电压的波动对焊接电流的影响；
3）配以提升力大、性能优良、可靠性高的型焊枪，使之更适合大直径的栓钉焊接；
4）一机两用，电弧螺柱焊和手工电弧焊，在施工现场使用特别方便。
5）采用单片机代替原有的分立控制元器件，使线路大大简化，焊接过程控制精度高，稳定可靠，从而提高了产品的可靠性。
6）数字显示焊接电流、焊接电压、焊接时间和焊接计数，不仅美观、清晰，而且还有利于参数的设定和焊接质量的分析。
7）由于该机采用了单片机进行控制，还解决了施焊现场的两个难题；

a.  栓钉焊接的计数和显示
   一般来说，每天施工结束后都应对栓钉焊接数目进行统计，既费事，又容易出错。RSN3-3150型电弧螺柱焊机能自动记录栓钉焊接数目，并清晰地显示出来；而且只有在工件上进行焊接时才采集、记录，对于焊接参数的调节试枪则排除在外，因此，计数准确，节约人力资源。

b. 防止同一焊钉的重复焊接
   栓钉焊接后，应提起焊枪。这一操作过程中，如果偶然触及焊接按钮开关，就会发生同一栓钉的第2次焊接，这相当于焊机的次级短路，其短路电流可达到3000—4000   。轻者烧毁栓钉夹头，重者烧毁焊枪，甚至一团火焰还会伤人。RSN3-3150型电弧螺柱焊机具有防止同一栓钉重复焊接的功能。也就是说，栓钉焊接后在几秒钟内（可设定为不同值）拔出焊枪时，即使再按焊接按钮，焊机也不会启动，而且只要焊枪没有拔出，任何时间按焊接按钮，焊机都不会启动，从而避免了意外事故，这对保护人身设备的安全具有重要意义。

    RSN3-3150型电弧螺柱焊机达到了国外同类型产品的技术水平，填补了我国单片机控制的大电流电弧螺柱焊机的空白。对于推广发展钢结构栓钉焊接技术，研制更高水平的电弧螺柱焊机，具有重要的意义。

                                                （ 成都斯达特焊接研究所   孙松岭   黄贤聪 ）