電熔焊機技術綜述
      電熔焊機又叫電熱熔焊機，是一種用于PE管材電熔接的專用工具，主要為焊接提供穩定的焊接電壓或焊接電流，并對焊接過程進行檢測與控制，使焊接效果達到最佳狀態。
熔焊機的分類
1) 管件電熔焊機
      這種電熔焊機用于PE、PP電熔管件的電熱熔焊接，是一種可調電壓源，其輸出電壓和焊接時間可在大范圍內連續調節，以滿足不同電熔管件的焊接要求。
2) 電熱帶電熔焊機
      這種電熔焊機用于PE電熱帶的電熱熔焊接，其輸出一般采用有效值恒流輸出，輸出電流和焊接時間可在大范圍內連續調節，以滿足不同電熱帶的焊接要求。
      目前管件電熔焊機主要用于壓力PE和PP管道的電熔焊接，而電熱帶電熔焊機主要用于非壓力PE和PP直管或波紋管的電熔焊接。
      其實從理論上講，無論是電熔管件還是電熱帶，都是阻性負載，所需的焊接熱功量為Q=U2t/R=I2R t。只要滿足焊接熱功要求，至于用電壓型焊機還是電流型焊機并無本質區別。比如一個電阻為6歐姆的PE電熱帶，焊接1200mm的波紋管，廠家給出的焊接電流為20A，此時用20A恒流焊接和用120V恒壓焊接，其效果是完全一樣的。不過需要指出的是，電熔管件屬于低阻負載，而電熱帶為高阻負載，按照ISO12176-2標準，常用管件電熔焊機的輸出電壓一般為39.5V，向上調最高只能輸出44V，只能用于低阻負載，無法輸出120V的焊接電壓，所以不能用于電熱帶的焊接。正是由于這個原因，才產生了電熱帶電熔焊機。
      也許有人會問，為什么不能將管件電熔焊機的輸出電壓設計高一些，既用于電熔管件的焊接也用于電熱帶的焊接？表面上看可以，但對相控型電熔焊機來說，電壓提高以后，焊接電熔管件時，功率因子將變得很低。就以上面為例，如果將變壓器副邊電壓有效值提高到120V，而焊接電壓仍為39.5V，那么根據后面的（1）式可知，此時的功率因子為39.5/120=0.329，這樣的功率因子過低。如果焊接電壓低于39.5V，則功率因子會更低。所以這樣做實際上是不行的。
      焊接電壓的控制方式控制方式是電熔焊機的關鍵技術，一種電熔焊機的優劣，主要取決于控制方式。
      交流相控型電熔焊機這種電熔焊機直接利用工頻電源通過變壓器降壓后作為焊接電壓。為了達到調節焊接電壓的目的，采用可控硅移相控制，其輸出波形如圖1所示。輸出電壓的最大導通角定為90度，其目的是實現間斷加熱，這樣有利于熱傳導，保護電阻絲不至于燒斷。其輸出電壓為
      由（3）式可知，一臺最高輸出電壓為39.5V的電熔焊機，其輸出電壓的峰值為79V。一臺最高輸出電壓為50V的電熔焊機，其輸出電壓的峰值為100V。由此不難看出，如果要做一臺最高輸出電壓為39.5V的電熔焊機，只需做一臺功率滿足焊接要求，工頻變壓器，并對其原邊電壓進行移相控制，然后再加上其它控制功能就可以了。這是一種最容易最簡單的實現方法。筆者所見到的意大利RITMO和法國塑龍等進口電熔焊機和許多國產電熔焊機都采用這種方案。
      從功率因子來看，由于控制角的移相范圍為90-180度，對應的功率因子為0.707-0。不難看出，功率因子最大只能達到0.707。輸出電壓越低，功率因子也越低。功率因子低自然就不節能。
      相控型電熔焊機的最大優點是，電路簡單，容易實現。其缺點是：（1）因為它工作于50HZ工頻范圍，必須背一個體積笨重的環形工頻變壓器。所以，國產的相控型電熔焊機最小都在20Kg以上，進口的也不低于17Kg，體積很笨重，不便于攜帶。（2）諧波分量大，直接對電網產生諧波污染。因為相控過后的正弦波產生大量的高次諧波，而這些高次諧波直接注入電網。因此地暖從電網環保的角度看，相控型電熔焊機是不宜推廣的。（3）管件沖擊電流太大。由于輸出電壓的峰值U2m=2U，一臺輸出電壓為39.5V的相控型電熔焊機，其輸出峰值電壓為79V ，如果管件電阻為1歐姆，最大峰值電流為79A。如此之大的沖擊電流一方面產生強大的諧波干擾，另一方面還可能燒斷電阻絲。施工中經常出現斷絲現象，就是因為電阻絲的耗散功率偏小，阻值偏低，而焊機的沖擊電流又很大所至。（4）焊機效率低。因為焊機變壓器的效率一般只有80%，不利于節能。（5）輸出電壓精度低。
      由（1）式可知，輸出電壓U與控制角α之間是一個復雜的非線性關系，給定一個U值，要通過實時計算來求得α值非常困難，所以實際中都采用查表方法來實現。但這又出現一個新的問題，如將輸出電壓分辨率取0.1V，在有些值域，α值將小得難以辯識。如將分辨率取得過大，輸出電壓精度又不夠。所以折中起來，輸出電壓分辨率取0.5V。這就是國外相控型電熔焊機的輸出電壓分辨率都取0.5V的真正原因。嚴格講，這個分辨率是比較低的。
      這種電熔焊機，其輸出是一個有效值為39.5V的完整正弦波，峰值電壓為56V，
      這種電熔焊機輸出電壓固定不變，只控制焊接時間，筆者曾測試過浙江某廠的產品，就是這種方案。其最大優點是：
      （1）制造技術難度小，容易實現。
      （2）由于焊接電壓是一個完整的正弦波，功率因子為1，對電網無諧波污染。
      （3）峰值電壓低，對管件沖擊電流小。
其缺點是：
      （1）由于工作在工頻，必須帶一個工頻變壓器，體積仍然很笨重。
      （2）輸出電壓無法改變，不能滿足需要改變焊接電壓的焊接要求。由于不能實現死循環控制，輸出電壓無法穩定。
      （3）因為是連續加熱，當管件耗散功率偏小時，經常燒斷電阻絲，使管件報廢，焊接失敗。
      （4）效率低，不利于節能。
      嚴格講，這是一種檔次很低的電熔焊機，技術指針與標準要求相差很遠，焊接質量根本無法保證。圖4是全波型電熔焊機的原理框圖。
      逆變型電熔焊機與前二者截然不同，它不是直接將工頻電壓通過變壓器降壓后作為焊接電壓，而是上海地暖公司將工頻電壓進行全波整流，再進行逆變。然后再對逆變電壓進行再次整流，最后再將整流電壓逆變成工頻交流作為焊接電壓。焊接電壓和焊接時間仍可在大范圍內任意調節。其輸出電壓為
      焊接PE管時，T=20ms，焊接頻率為50Hz；焊接鋼塑復合管時，T為250ms，焊接頻率為4Hz，以實現超低頻焊接，減小渦流損耗。
與前二者相比，逆變型電熔焊機的主要優點在于：
      （1）用高頻逆變技術，甩掉了體積笨重的工頻變壓器，實現了焊機的輕量化，便于攜帶。
      （2）采用二極管全橋整流，其輸入功率因子為1。
      （3）逆變效率高，一般可達90%以上，最低也不低于85%，有利于節約電能。
      （4）輸出峰值電壓低，瞬間沖擊電流小，不會燒斷電阻絲。
      （5）輸出電壓精度高。
      正是由于逆變焊機具有無可比擬的優點，既環保，又輕便，又節能，輸出電壓精度又高，是將來大力推廣的電熔焊機。
      直流電熔焊機所謂直流電熔焊機就是輸出電壓為直流的電熔焊機。這種電熔焊機多采用逆變方式，而且只有一次逆變，輸出濾波采用電感濾波，比如龍泉力達和天津正維的電熔焊機就是直流電熔焊機。圖6是直流電熔焊機的原理框圖。
      這種焊機的優點是：實現簡單、技術難度不大；沖激電流小；重量輕；焊接鋼塑復合管時無渦流損耗。
      其缺點是：是直流加熱，故而加熱是連續的，無散熱時間，局部易過焊及碳化；由于輸出采用電感濾波，而控制的又是輸出電壓，因而輸出電壓精度低，本質上無法實現高精度控制。
      輔助功能是為了進一步提高焊機性能、提高焊接質量而設置的。這些功能越豐富，焊機的自動化程度越高，操作越簡單，越安全，焊接效果越好。所以，輔助功能也是極為重要的，電熔焊機的技術含量都體現在輔助功能上。
      熔焊機的選擇電熔焊機的選擇主要考慮以下幾點。
      運輸方便性由于電熔焊機主要用于現場施工，必須搬來搬去，當然重量越輕越好。一般進口相控型電熔焊機重量都在17KG以上，國產的不少焊機都在20-40KG之間，而逆變型電熔焊機大約只有10KG。顯然，逆變型電熔焊機應當是首選。
操作方便性必須考慮兩點：
a) 全中文菜單
      現場操作人員一般都不太熟悉英語，進口焊機全是英文接口，對一個普通操作者來說有一定的困難。所以從方便現場操作員考慮，應當首選全中文菜單的電熔焊機。
b) 操作越簡單越好
      如上所述，現場操作員不僅英語有困難，操作復雜的計算機系統同樣有困難，如果電熔焊機的操作程序太復雜，對他們來說，同樣是一件頭痛的事。從這個意義上講，應當首選操作簡單的全自動電熔焊機。
      焊接質量與焊機的功能和技術指針密切相關。如果一臺電熔焊機自動化程度較低，很多指針都要人工干預，那么焊接質量是難以保證的；如果一臺電熔焊機技術指針項目很少，精度又低，要保證焊接質量也是不可能的。所以為了保證焊接質量，應當選擇功能強、技術指針項目豐富、精度高、自動化程度高的電熔焊機。顧名思義，性價比=（功能+性能）/價格，即單位貨幣所能購得的功能和性能，所以，用戶購買電熔焊機時，不能只看價格，性價比越高的才是好產品。
      對電熔焊機來說，綠色環保有兩層含義：一是節能、高效；二是無諧波污染。前已談及，由于其控制方式的固有特點，有些電熔焊機會產生高次諧波污染電網，所以，應當首選那些高效節能、無諧波污染的電熔焊機。
      關于全自動電熔焊機現在有許多廠家把帶光筆膨潤土防水毯或條形碼掃描儀的電熔焊機稱為全自動電熔焊機，其實這是錯誤的。嚴格講，全自動電熔焊機除了具備“溫度-時間”自動補償功能外，還必須具備以下功能：