为什么汽车焊电焊要断开电瓶电?

很多汽车修理老师傅都知道,在汽车上进行电焊作业时,必须把电瓶负极线拆下来,否则就有可能击穿电瓶或者烧坏汽车电脑。但这样做的原理是什么,很多人就说不明白了。今天老侯来给大家分析一下,在汽车上电焊时为什么要断开电瓶线。

为什么汽车焊电焊要断开电瓶电?

大家知道,汽车电气系统的特点是低压、直流、负极搭铁。低压是指系统的电压只有12或者24伏,即使是电动汽车,动力系统的电压高达几百伏,控制系统的电压也是12伏;直流是指系统内所有的电气元件使用的都是直流电,虽然发电机发出来的是交流电,但是经过整流后对外输出的也是直流电,电瓶也是直流电;负极搭是指电源的负极直接接在车身上,各种电气设备的负极也直接接在车身上,由于车身是金属制造的,具有导电性,所以车身就可以做为电气系统的公共负极,这样做可以大大节省电气系统的导线用量。

这是一个封闭的、安全可靠的电气系统,发电机是主电源,蓄电池是辅助电源(也是用电设备),其它的灯光、起动机、音响、传感器、执行器等属于用电设备。各种用电设备之间并联连接,在工作时互不干涉,即使一个元件损坏了,也不会影响其它设备的工作,更不会对其它设备产生损伤。

为什么汽车焊电焊要断开电瓶电?

那么在这套电气系统上我们给它附加一个电气系统会怎样?比如说电焊。

先给大家简单的说说电焊的工作原理吧。电焊机可以简单看做是一个变压器,它输出电压是50~70伏,工作电压30伏左右。在工件上焊接时,首先要把焊机负极可靠的接在工件上,然后用焊钳点击工件,此时在焊接部位瞬间短路,形成巨大的电流将焊钳与工件之间的空气电离,形成导电电弧,并在焊接部位产生高温,将金属熔化,再冷却熔接,金属就粘结在一起了。电焊机在工作时电压在30伏左右,电流可以高达几百安培。

我们把这个电路简化一下。电焊机可以看做是电源,负极线、焊钳线是导线,工件、电弧可以看做是负载,简化后的电路图如下。

为什么汽车焊电焊要断开电瓶电?

如果我们在汽车上电焊,就相当于把电焊这套电气系统接入到汽车的电气系统中了。此时汽车车身变成了工件,焊接的部位就是接入点。在这种情况下我们来分析一下,电焊会对汽车电气系统有哪些影响。

大家知道,电焊时焊机的负极是不可能直接接在焊接点上的,而是要有一段距离。比如我们焊接车门,焊接点在车门上,焊机负极可能接在车架上,这样车身就变成了电焊系统的一部分导线。但汽车电气系统是负极搭铁的,车身也是电气系统的公共负极,也可以看做是导线的一部分。这样分析之后你就会发现:在汽车上电焊作业,车身事实上变成了电焊系统与汽车电气系统的公共导线。电焊对汽车电气系统的影响也就出现在这里。

为什么汽车焊电焊要断开电瓶电?

如果焊机的负极搭铁良好,与车身的连接点也是牢固可靠的,焊接点与焊机负极搭铁点之间距离很短,并且这段车身导电良好,电阻可以看做为零。在这种情况下,电焊对汽车电气系统没有任何影响。因为汽车电气系统各元器件都是有电阻的,而焊机系统的电阻可以看做是零。大家都知道,所有电路的特点都是电流优先走无电阻电路,所以在此时,焊机系统的电流虽然大,但是直接回到了焊机的负极,并没有经过汽车的电气系统,电焊系统与汽车电气系统仍然可以看做是两个独立运行的系统,只是共用了一段导线,但互不干涉。

为什么汽车焊电焊要断开电瓶电?

如果焊接点与焊机负极搭铁点之间距离较长,或者这段车身由于锈蚀、分段等原因,导致这段车身电阻较大,后果会怎么样呢?我们继续分析。

前文说了,所有电路的特点都是电流优先走无电阻电路。如果某一段电路电阻较大,那么电流就会“另辟蹊径”,自动寻找电阻更小的线路去走,或者在两段线路上共同流动。在汽车上焊接时,如果焊接点与焊机负极搭铁点之间的电阻较大,那么巨大的电焊电流也会去寻找其它电阻更小的线路,危险就在这种情况下发生了。

为什么汽车焊电焊要断开电瓶电?

汽车上各种电气设备都是非常精密的,特别是一些传感器、执行器、电控单元等,它们的电阻都非常小,一般只有几欧姆甚至零点几欧姆,电瓶的内阻也只有0.1欧姆左右;它们能承受的电压也比较小,有些元器件就连系统自身的12伏电压都承受不了,需要降压到5伏才能使用。此外,在这些电气元件的内部还有许多二极管、三极管、电阻、电容、芯片等,它们都是极为精密的,如果有过大的电流或者电压加载在它们身上,它们瞬间就会损坏。

为什么汽车焊电焊要断开电瓶电?

假设在焊接点与焊机负极搭铁点之间由于锈蚀、距离过大等因素,产生了0.3欧姆的电阻,焊接电流为100A。那么在电焊作业时,焊接电流并不是全部从焊钳到焊机负极搭铁点之间的车身通过,而是会自动寻找其它的回路,并与从焊钳到焊机负极搭铁点之间的车身组成一个并联电路,电流会同时从这两条线路上通过。

假设汽车电气系统中某一条回路的电阻也是0.3欧姆,那么就会有50A的电流被分流到这条回路上。这个电流会进入到汽车电气系统之中,并在系统中形成环流,对汽车电气系统中的精密电子元件(比如电控单元、电瓶等)构成巨大的威胁,甚至被其烧毁或者击穿,也就是我们所说的烧电脑、击穿电瓶。也可以说,汽车自身封闭安全的电气系统被“外敌入侵”了,一些脆弱的零部件直接被“击毙”了,系统也就瘫痪了。这种情况特别容易发生在电焊起弧与断弧的瞬间,此时电焊系统内会生产一个浪涌电压,对汽车电气系统的影响更大。

为什么汽车焊电焊要断开电瓶电?

如果此时我们把电瓶搭铁线断开会怎样呢?当电瓶搭铁线断开之后,汽车的电气系统与车身断开连接,也就是所有电气设备的负极都被断开了,无法形成回路。这就相当于关上了城门,其它的外来入侵者无法进入了,不再受外界任何系统的干扰。此时在汽车上进行电焊作业,即使焊接点与焊机负极搭铁点之间的车身电阻较大,电流也没有其它的回路可走,只能从这儿通过,而不会进入汽车的电气系统。用一句名人的话来说就是:双脚离地了,病毒入侵的通道被关闭了,聪明的智商又占领高地了。

为什么汽车焊电焊要断开电瓶电?

所以,在汽车上进行电焊作业时,如果不能确保焊接点与焊机负极搭铁点之间的车身电阻为零,就必须断开汽车电气系统的电瓶负极,以避免电焊系统对汽车电气系统构成威胁。事实上有经验的维修师傅,在汽车上电焊时,基本都是焊接点在哪儿,焊机的负极线就接在哪儿,一般不会让焊接点与焊机负极搭铁点分别接在不同的零部件上。

为什么汽车焊电焊要断开电瓶电?

还有一点是需要注意的,就是在汽车上焊接液压缸时,必须让焊接点和焊机负极搭铁线分别接在缸筒和活塞杆上。如果这样连接的话,电焊时电流会从缸筒与活塞杆接触的部位通过,并在这个位置生成电火花,形成金属熔接粘着。当液压缸工作时,这个粘着点断开,形成的瘢痕会划伤油封,造成液压缸漏油。这一点是我们在修复一个多节举升缸后吸取的深刻教训!

为什么汽车焊电焊要断开电瓶电?