為什么汽車焊電焊要斷開電瓶電?
很多汽車修理老師傅都知道,在汽車上進行電焊作業(yè)時,必須把電瓶負極線拆下來,否則就有可能擊穿電瓶或者燒壞汽車電腦。但這樣做的原理是什么,很多人就說不明白了。今天老侯來給大家分析一下,在汽車上電焊時為什么要斷開電瓶線。
大家知道,汽車電氣系統(tǒng)的特點是低壓、直流、負極搭鐵。低壓是指系統(tǒng)的電壓只有12或者24伏,即使是電動汽車,動力系統(tǒng)的電壓高達幾百伏,控制系統(tǒng)的電壓也是12伏;直流是指系統(tǒng)內(nèi)所有的電氣元件使用的都是直流電,雖然發(fā)電機發(fā)出來的是交流電,但是經(jīng)過整流后對外輸出的也是直流電,電瓶也是直流電;負極搭是指電源的負極直接接在車身上,各種電氣設(shè)備的負極也直接接在車身上,由于車身是金屬制造的,具有導(dǎo)電性,所以車身就可以做為電氣系統(tǒng)的公共負極,這樣做可以大大節(jié)省電氣系統(tǒng)的導(dǎo)線用量。
這是一個封閉的、安全可靠的電氣系統(tǒng),發(fā)電機是主電源,蓄電池是輔助電源(也是用電設(shè)備),其它的燈光、起動機、音響、傳感器、執(zhí)行器等屬于用電設(shè)備。各種用電設(shè)備之間并聯(lián)連接,在工作時互不干涉,即使一個元件損壞了,也不會影響其它設(shè)備的工作,更不會對其它設(shè)備產(chǎn)生損傷。
那么在這套電氣系統(tǒng)上我們給它附加一個電氣系統(tǒng)會怎樣?比如說電焊。
先給大家簡單的說說電焊的工作原理吧。電焊機可以簡單看做是一個變壓器,它輸出電壓是50~70伏,工作電壓30伏左右。在工件上焊接時,首先要把焊機負極可靠的接在工件上,然后用焊鉗點擊工件,此時在焊接部位瞬間短路,形成巨大的電流將焊鉗與工件之間的空氣電離,形成導(dǎo)電電弧,并在焊接部位產(chǎn)生高溫,將金屬熔化,再冷卻熔接,金屬就粘結(jié)在一起了。電焊機在工作時電壓在30伏左右,電流可以高達幾百安培。
我們把這個電路簡化一下。電焊機可以看做是電源,負極線、焊鉗線是導(dǎo)線,工件、電弧可以看做是負載,簡化后的電路圖如下。
如果我們在汽車上電焊,就相當于把電焊這套電氣系統(tǒng)接入到汽車的電氣系統(tǒng)中了。此時汽車車身變成了工件,焊接的部位就是接入點。在這種情況下我們來分析一下,電焊會對汽車電氣系統(tǒng)有哪些影響。
大家知道,電焊時焊機的負極是不可能直接接在焊接點上的,而是要有一段距離。比如我們焊接車門,焊接點在車門上,焊機負極可能接在車架上,這樣車身就變成了電焊系統(tǒng)的一部分導(dǎo)線。但汽車電氣系統(tǒng)是負極搭鐵的,車身也是電氣系統(tǒng)的公共負極,也可以看做是導(dǎo)線的一部分。這樣分析之后你就會發(fā)現(xiàn):在汽車上電焊作業(yè),車身事實上變成了電焊系統(tǒng)與汽車電氣系統(tǒng)的公共導(dǎo)線。電焊對汽車電氣系統(tǒng)的影響也就出現(xiàn)在這里。
如果焊機的負極搭鐵良好,與車身的連接點也是牢固可靠的,焊接點與焊機負極搭鐵點之間距離很短,并且這段車身導(dǎo)電良好,電阻可以看做為零。在這種情況下,電焊對汽車電氣系統(tǒng)沒有任何影響。因為汽車電氣系統(tǒng)各元器件都是有電阻的,而焊機系統(tǒng)的電阻可以看做是零。大家都知道,所有電路的特點都是電流優(yōu)先走無電阻電路,所以在此時,焊機系統(tǒng)的電流雖然大,但是直接回到了焊機的負極,并沒有經(jīng)過汽車的電氣系統(tǒng),電焊系統(tǒng)與汽車電氣系統(tǒng)仍然可以看做是兩個獨立運行的系統(tǒng),只是共用了一段導(dǎo)線,但互不干涉。
如果焊接點與焊機負極搭鐵點之間距離較長,或者這段車身由于銹蝕、分段等原因,導(dǎo)致這段車身電阻較大,后果會怎么樣呢?我們繼續(xù)分析。
前文說了,所有電路的特點都是電流優(yōu)先走無電阻電路。如果某一段電路電阻較大,那么電流就會“另辟蹊徑”,自動尋找電阻更小的線路去走,或者在兩段線路上共同流動。在汽車上焊接時,如果焊接點與焊機負極搭鐵點之間的電阻較大,那么巨大的電焊電流也會去尋找其它電阻更小的線路,危險就在這種情況下發(fā)生了。
汽車上各種電氣設(shè)備都是非常精密的,特別是一些傳感器、執(zhí)行器、電控單元等,它們的電阻都非常小,一般只有幾歐姆甚至零點幾歐姆,電瓶的內(nèi)阻也只有0.1歐姆左右;它們能承受的電壓也比較小,有些元器件就連系統(tǒng)自身的12伏電壓都承受不了,需要降壓到5伏才能使用。此外,在這些電氣元件的內(nèi)部還有許多二極管、三極管、電阻、電容、芯片等,它們都是極為精密的,如果有過大的電流或者電壓加載在它們身上,它們瞬間就會損壞。
假設(shè)在焊接點與焊機負極搭鐵點之間由于銹蝕、距離過大等因素,產(chǎn)生了0.3歐姆的電阻,焊接電流為100a。那么在電焊作業(yè)時,焊接電流并不是全部從焊鉗到焊機負極搭鐵點之間的車身通過,而是會自動尋找其它的回路,并與從焊鉗到焊機負極搭鐵點之間的車身組成一個并聯(lián)電路,電流會同時從這兩條線路上通過。
假設(shè)汽車電氣系統(tǒng)中某一條回路的電阻也是0.3歐姆,那么就會有50a的電流被分流到這條回路上。這個電流會進入到汽車電氣系統(tǒng)之中,并在系統(tǒng)中形成環(huán)流,對汽車電氣系統(tǒng)中的精密電子元件(比如電控單元、電瓶等)構(gòu)成巨大的威脅,甚至被其燒毀或者擊穿,也就是我們所說的燒電腦、擊穿電瓶。也可以說,汽車自身封閉安全的電氣系統(tǒng)被“外敵入侵”了,一些脆弱的零部件直接被“擊斃”了,系統(tǒng)也就癱瘓了。這種情況特別容易發(fā)生在電焊起弧與斷弧的瞬間,此時電焊系統(tǒng)內(nèi)會生產(chǎn)一個浪涌電壓,對汽車電氣系統(tǒng)的影響更大。
如果此時我們把電瓶搭鐵線斷開會怎樣呢?當電瓶搭鐵線斷開之后,汽車的電氣系統(tǒng)與車身斷開連接,也就是所有電氣設(shè)備的負極都被斷開了,無法形成回路。這就相當于關(guān)上了城門,其它的外來入侵者無法進入了,不再受外界任何系統(tǒng)的干擾。此時在汽車上進行電焊作業(yè),即使焊接點與焊機負極搭鐵點之間的車身電阻較大,電流也沒有其它的回路可走,只能從這兒通過,而不會進入汽車的電氣系統(tǒng)。用一句名人的話來說就是:雙腳離地了,病毒入侵的通道被關(guān)閉了,聰明的智商又占領(lǐng)高地了。
所以,在汽車上進行電焊作業(yè)時,如果不能確保焊接點與焊機負極搭鐵點之間的車身電阻為零,就必須斷開汽車電氣系統(tǒng)的電瓶負極,以避免電焊系統(tǒng)對汽車電氣系統(tǒng)構(gòu)成威脅。事實上有經(jīng)驗的維修師傅,在汽車上電焊時,基本都是焊接點在哪兒,焊機的負極線就接在哪兒,一般不會讓焊接點與焊機負極搭鐵點分別接在不同的零部件上。
還有一點是需要注意的,就是在汽車上焊接液壓缸時,必須讓焊接點和焊機負極搭鐵線分別接在缸筒和活塞桿上。如果這樣連接的話,電焊時電流會從缸筒與活塞桿接觸的部位通過,并在這個位置生成電火花,形成金屬熔接粘著。當液壓缸工作時,這個粘著點斷開,形成的瘢痕會劃傷油封,造成液壓缸漏油。這一點是我們在修復(fù)一個多節(jié)舉升缸后吸取的深刻教訓!
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