第九章常用弧焊設(shè)備及其選擇、安裝與使用主要內(nèi)容

返回目錄§9-2弧焊電源的選擇和使用

§9-1常用弧焊設(shè)備★本章小結(jié)★職業(yè)教育機(jī)械類專業(yè)“互聯(lián)網(wǎng)+”新形態(tài)教材§9-1常用弧焊設(shè)備§9-1常用弧焊設(shè)備

一、埋弧焊設(shè)備（一）埋弧焊機(jī)的功能和分類1．埋弧焊機(jī)的主要功能（1）建立焊接電弧，向焊接電弧供給電能。（2）連續(xù)不斷地向焊接區(qū)送進(jìn)焊絲，并自動(dòng)保持確定的弧長和工藝參數(shù)不變，使電弧穩(wěn)定燃燒。（3）使電弧沿接縫移動(dòng)，并保持確定的行走速度。（4）在電弧前方不斷地向焊接區(qū)鋪撒焊劑。（5）控制焊機(jī)的引弧、焊接和熄弧停機(jī)的操作過程?！?-1常用弧焊設(shè)備２．埋弧焊機(jī)的分類埋弧焊機(jī)按送絲方式可分為等速送絲式和變速送絲式兩種；按行走機(jī)構(gòu)形式則分為小車式、懸掛式、車床式、懸臂式和門架式等幾種。（二）埋弧焊機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)原理埋弧焊機(jī)的自動(dòng)調(diào)節(jié)按送絲方式的不同可分為兩種調(diào)節(jié)系統(tǒng)：等速送絲式焊機(jī)采用電弧自身調(diào)節(jié)系統(tǒng)；變速送絲式焊機(jī)采用電弧電壓反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。（三）典型埋弧焊機(jī)國內(nèi)使用最普遍的埋弧焊機(jī)是MZ-1000型。它采用發(fā)電機(jī)一電動(dòng)機(jī)反饋調(diào)節(jié)器組成自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，是一種變速送絲式埋弧焊機(jī)。

MZ-1000型埋弧焊機(jī)主要由自動(dòng)焊車、控制箱和焊接電源三部分組成，相互之間由焊接電纜和控制電纜連接在一起。1．焊車由送絲機(jī)構(gòu)、行走小車、機(jī)頭調(diào)整機(jī)構(gòu)、控制盒、導(dǎo)電嘴、焊絲盤和焊劑漏斗等部分組成。（1）送絲機(jī)構(gòu)包括送絲電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、送絲滾輪和矯直滾輪等，如圖9-1所示。（2）行走小車包括行走電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走輪及離合器等，如圖9-2所示。（3）機(jī)頭調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)機(jī)頭調(diào)節(jié)自由度及調(diào)節(jié)范圍如圖9-3所示。（4）導(dǎo)電嘴常見的導(dǎo)電嘴結(jié)構(gòu)有滾動(dòng)式、夾瓦式和管式，如圖9-4所示?！?-1常用弧焊設(shè)備

圖9-1

焊絲送給機(jī)構(gòu)示意圖1—送絲電動(dòng)機(jī)2、4—圓柱齒輪3—蝸輪蝸桿5—搖桿6、7—送絲滾輪§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-2

行走小車示意圖1—行走電動(dòng)機(jī)

2、4—蝸輪蝸桿3、7—行走輪5—手柄

6—離合器§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-3MZT-1000型焊車的機(jī)頭調(diào)節(jié)自由度及調(diào)節(jié)范圍§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-4導(dǎo)電嘴結(jié)構(gòu)示意圖a）滾動(dòng)式

b）夾瓦式

c）管式1—導(dǎo)電滾輪2、4—旋轉(zhuǎn)螺釘3、5—彈簧6—接觸夾瓦7—可換襯瓦8—導(dǎo)電桿9—螺母10—導(dǎo)電嘴§9-1常用弧焊設(shè)備

2．控制箱控制箱內(nèi)裝有發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)組、接觸器、中間繼電器、變壓器、整流器、鎮(zhèn)定電阻和開關(guān)元件等，與焊車上的控制元件配合使用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送絲、焊車拖動(dòng)控制、程序自動(dòng)控制（主要是引弧和熄弧控制）及電弧電壓反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)節(jié)。3．焊接電源

MZ-1000型埋弧焊機(jī)可配備交流或直流電源，焊接電源應(yīng)具有下降的外特性。配備交流電源時(shí)，一般采用BX2-1000型同體式弧焊變壓器；配備直流電源時(shí)，可采用在ZXG-1000型或ZDG-1000型弧焊整流器?！?-1常用弧焊設(shè)備(四)焊機(jī)的使用維護(hù)、常見故障與維修1．埋弧焊機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)為保證焊接過程正常進(jìn)行，提高生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量，延長焊機(jī)的使用壽命，減少事故的發(fā)生及維修的工作量，應(yīng)正確使用焊機(jī)并對(duì)焊機(jī)進(jìn)行經(jīng)常性的保養(yǎng)維護(hù)。1）埋弧焊機(jī)安裝時(shí)，嚴(yán)格按照說明書的要求進(jìn)行安裝。2）要保持焊機(jī)的情潔，保證焊機(jī)在使用過程中各部分動(dòng)作靈活，避免焊劑、渣殼碎末阻塞活動(dòng)部件。3）保持導(dǎo)電嘴與焊絲接觸良好，否則應(yīng)及時(shí)更換，以免電弧不穩(wěn)。

§9-1常用弧焊設(shè)備4）定期檢查送絲滾輪磨損情況，并及時(shí)更換。5）對(duì)小車送絲機(jī)構(gòu)減速箱內(nèi)各運(yùn)動(dòng)部件應(yīng)定期加潤滑油。6）焊機(jī)所有電纜的接頭部分要保證接觸良好。2．埋弧焊機(jī)常見故障及維修埋弧焊機(jī)常見故障和維修方法見表9-1。二、熔化極氣體保護(hù)焊設(shè)備熔化極氣體保護(hù)電弧焊設(shè)備可分為半自動(dòng)焊和自動(dòng)焊兩種類型。焊接設(shè)備主要由焊接電源、送絲系統(tǒng)、焊槍及行走系統(tǒng)（自動(dòng)焊）、供氣系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分組成，如圖9-5所示?！?-1常用弧焊設(shè)備圖9-5

熔化極氣體保護(hù)電弧焊設(shè)備的組成1—焊接電源2—保護(hù)氣體3—送絲輪4—送絲機(jī)構(gòu)5—?dú)庠?—控制裝置圖9-5

熔化極氣體保護(hù)電弧焊設(shè)備的組成1—焊接電源2—保護(hù)氣體3—送絲輪4—送絲機(jī)構(gòu)5—?dú)庠?—控制裝置§9-1常用弧焊設(shè)備（一）焊接電源熔化極氣體保護(hù)焊通常配用直流焊接電源，采用直流反接，以減少飛濺。焊接電源的額定功率取決于不同用途所要求的電流范圍，通常在15~500A之間，特種應(yīng)用時(shí)可達(dá)到1500A。電源的負(fù)載持續(xù)率為60%~100%；空載電壓為55~85V。當(dāng)保護(hù)氣體為惰性氣體、氧化性混合氣體，焊絲直徑小于Φ1.6mm時(shí)，廣泛采用平特性電源、等速送絲系統(tǒng)，在焊接中通過改變電源的外特性來調(diào)節(jié)電弧電壓；通過改變送絲速度來調(diào)節(jié)焊接電流。當(dāng)焊絲直徑大于Φ2.0mm時(shí)，一般采用下降外特性電源、變速送絲系統(tǒng)，在焊接中通過調(diào)節(jié)電源外特性來調(diào)節(jié)焊接電流；調(diào)節(jié)送絲系統(tǒng)的給定電壓來調(diào)節(jié)電弧電壓。

§9-1常用弧焊設(shè)備（二）送絲系統(tǒng)送絲系統(tǒng)通常由送絲機(jī)構(gòu)（包括電動(dòng)機(jī)、減速器、校直輪、送絲輪）、送絲軟管、焊絲盤等組成。1．推絲式如圖9-6a所示。一般鋼焊絲軟管的長度為3~5m，鋁焊絲的軟管長度不超過3m。2．拉絲式拉絲式有三種形式：一種是將送絲機(jī)構(gòu)安裝在焊槍內(nèi)，焊絲盤和焊槍分開，兩者通過送絲軟管連接，如圖9-6b所示。另一種是將焊絲盤、送絲機(jī)構(gòu)直接安裝在焊槍上，如圖9-6c所示。這兩種都適用于細(xì)絲半自動(dòng)焊。§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-6

送絲方式示意圖a）推絲式b）、c）、d）拉絲式e）推拉絲式§9-1常用弧焊設(shè)備3．推拉絲式這種送絲方式的特點(diǎn)是在推絲式焊槍上加裝了微型電動(dòng)機(jī)作為拉絲動(dòng)力，如圖9-6e所示。4．行星式（線式）行星式送絲系統(tǒng)是根據(jù)“軸向固定的旋轉(zhuǎn)螺母能軸向推送螺桿”的原理設(shè)計(jì)的，如圖9-7所示。（三）焊槍1．半自動(dòng)焊焊槍半自動(dòng)焊焊槍按冷卻方式可分為氣冷和水冷兩類；按結(jié)構(gòu)形式分為手槍式和鵝頸式。圖9-8為這兩種焊槍的典型結(jié)構(gòu)示意圖。

§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-7

行星式送絲系統(tǒng)工作原理§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-8

典型半自動(dòng)焊焊槍結(jié)構(gòu)示意圖a）鵝頸式（氣冷）b）手槍式（水冷）1—噴嘴2—控制電纜3—導(dǎo)氣管4—焊絲5—送絲導(dǎo)管6—電源輸入7—開關(guān)8—保護(hù)氣體9—導(dǎo)電嘴10—進(jìn)水管11—手柄12—冷卻水§9-1常用弧焊設(shè)備（1）導(dǎo)電部分把焊接電源連接到焊槍后端，電流通過導(dǎo)電桿、導(dǎo)電嘴導(dǎo)入焊絲。要求導(dǎo)電嘴材料導(dǎo)電性好、耐磨性好及熔點(diǎn)高。通常采用純銅，最好是鋯銅。（2）導(dǎo)氣部分保護(hù)氣體從焊槍導(dǎo)氣管進(jìn)入焊槍后先進(jìn)入氣室，這時(shí)氣流處于紊流狀態(tài)。為了使保護(hù)氣體形成流動(dòng)方向和速度趨于一致的層流，在氣室接近出口處安裝具有網(wǎng)狀密集小孔的分流環(huán)。保護(hù)氣體流經(jīng)的最后部分即焊槍的噴嘴部分。噴嘴按材質(zhì)分有陶瓷噴嘴和金屬噴嘴。（3）導(dǎo)絲部分焊絲經(jīng)過焊槍時(shí)的阻力越小越好。對(duì)于鵝頸式焊槍，要求鵝頸角度合適，鵝頸過彎時(shí)則阻力過大不易送絲。2．自動(dòng)焊焊槍常見結(jié)構(gòu)如圖9-9所示。固定在機(jī)頭上或行走機(jī)構(gòu)上，經(jīng)常在大電流情況下使用。

§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-9自動(dòng)焊焊槍結(jié)構(gòu)示意圖1—銅管2—鎮(zhèn)靜室3—導(dǎo)流體4—銅篩網(wǎng)5—分流環(huán)6—導(dǎo)電嘴7—噴嘴8—帽蓋§9-1常用弧焊設(shè)備（四）供氣和水冷系統(tǒng)1．供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng)一般由氣源（高壓氣瓶）、減壓閥、流量計(jì)和氣閥組成。對(duì)于CO2氣體，通常還需要安裝預(yù)熱器、高壓干燥器和低壓干燥器，如圖9-10所示。（1）減壓閥減壓閥用來將氣瓶內(nèi)的高壓氣體降低到焊接所需的壓力，并維持壓力的恒定。（2）流量計(jì)流量計(jì)用來標(biāo)定和調(diào)節(jié)保護(hù)氣體的流量大小。（3）氣閥氣閥是用來控制保護(hù)氣體暫時(shí)通斷的元件。包括機(jī)械氣閥和電磁氣閥，焊接時(shí)由控制系統(tǒng)自動(dòng)完成保護(hù)氣體的通斷。（4）預(yù)熱器§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-10

供氣系統(tǒng)示意圖1—?dú)馄?—預(yù)熱器3—高壓干燥器4—?dú)怏w減壓閥5—?dú)怏w流量計(jì)6—低壓干燥器7—?dú)忾y§9-1常用弧焊設(shè)備（5）干燥器干燥器分為裝在減壓閥之前的高壓干燥器和裝在減壓閥之后的低壓干燥器兩種。2．水冷系統(tǒng)水冷式焊槍的水冷系統(tǒng)由水箱、液壓泵、冷卻水管及水壓開關(guān)組成。水箱里的冷卻水經(jīng)液壓泵流經(jīng)冷卻水管，經(jīng)水壓開關(guān)后流入焊槍，然后經(jīng)冷卻水管再回流入水箱，形成冷卻水循環(huán)。（五）控制系統(tǒng)1．基本控制系統(tǒng)基本控制系統(tǒng)主要包括：焊接電源輸出調(diào)節(jié)系統(tǒng)、送絲速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、焊車（或工作臺(tái)）行走速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)（自動(dòng)焊）和氣流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它們的作用是在焊前或焊接過程中調(diào)節(jié)焊接電流或電壓、送絲速度、焊接速度和氣流量的大小?！?-1常用弧焊設(shè)備2．程序控制系統(tǒng)（1）控制焊接設(shè)備的起動(dòng)和停止。 （2）控制氣閥動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)提前送氣和滯后停氣，使焊接區(qū)受到良好的保護(hù)。（3）控制水壓開關(guān)動(dòng)作，保證焊槍受到良好的冷卻。（4）控制引弧和熄弧。（六）CO2焊機(jī)的使用維護(hù)及常見故障的排除1．CO2焊機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)（1）焊機(jī)應(yīng)按其外部接線圖正確安裝，焊機(jī)外殼必須可靠接地。（2）操作者必須掌握焊機(jī)的一般構(gòu)造、電氣原理和使用方法。（3）要經(jīng)常檢查送絲軟管工作情況，以防被污垢堵塞?！?-1常用弧焊設(shè)備（4）應(yīng)經(jīng)常檢查導(dǎo)電嘴磨損情況，及時(shí)更換磨損大的導(dǎo)電嘴，以免影響焊接電流的穩(wěn)定。（5）施焊時(shí)要及時(shí)清除噴嘴上的金屬飛濺物。 （6）經(jīng)常檢查送絲滾輪的壓緊情況和磨損程度，要及時(shí)更換已磨損的送絲滾輪。（7）經(jīng)常檢查供氣系統(tǒng)工作情況，防止漏氣、焊槍分流環(huán)堵塞、預(yù)熱器及干燥器工作不正常等情況，保證氣流均勻通暢。（8）當(dāng)焊機(jī)較長時(shí)間不用時(shí)，應(yīng)將焊絲從軟管中退出，以免日久生銹。（9）工作完畢或因故離開，要關(guān)閉氣路切斷一切電源。2．CO2焊機(jī)常見故障及維修方法CO2焊機(jī)常見故障及維修方法見表9-2?！?-1常用弧焊設(shè)備三、鎢極氬弧焊設(shè)備鎢極氬弧焊是以高熔點(diǎn)的純鎢或鎢合金作電極，以氬氣作保護(hù)氣體的非熔化極惰性氣體保護(hù)電弧焊，主要用于鋁、鎂等有色金屬及其合金的焊接。鎢極氬弧焊設(shè)備是由焊接電源、引弧及穩(wěn)弧裝置、焊槍、供氣系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)和焊接控制系統(tǒng)等部分組成，見圖9-11。（一）焊接電源鎢極氬弧焊焊接電源按焊接電流的種類可分為直流、交流和脈沖電源三種形式。直流正接用于除鋁、鎂等易氧化金屬以外的其它金屬的焊接；直流反接用于鋁、鎂等易氧化金屬薄件的焊接，在生產(chǎn)實(shí)踐中焊接鋁、鎂及其合金一般采用交流電源。

§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-11鎢極氬弧焊設(shè)備系統(tǒng)示意圖1—減壓表2—流量計(jì)3—焊槍4—工件

§9-1常用弧焊設(shè)備（二）引弧及穩(wěn)弧裝置

引弧和穩(wěn)弧裝置有兩種：一種是高頻震蕩器，它能周期性地輸出150~260KHz、2400~3000V的高頻高壓加在鎢極和焊件之間。另一種是高壓脈沖引弧、穩(wěn)弧器，它在電源負(fù)極性半周內(nèi)、空載電壓瞬時(shí)值為最高的相位角處，加一個(gè)2000~3000V左右的高壓脈沖于鎢極和焊件之間進(jìn)行引??；電弧引燃后，在負(fù)極性開始的一瞬間，加2000~3000V左右的高壓脈沖于鎢極和焊件之間進(jìn)行穩(wěn)弧?！?-1常用弧焊設(shè)備（三）焊槍鎢極氬弧焊焊槍分為氣冷式和水冷式兩種。前者用于小電流焊接（），后者主要供大電流焊接時(shí)使用。它們都是由噴嘴、電極夾頭、槍體、電極帽、手柄及控制開關(guān)等組成。焊槍噴嘴結(jié)構(gòu)形式有收斂形、圓柱形、擴(kuò)散形三種，其中圓柱形噴嘴易使保護(hù)氣獲得較穩(wěn)定的層流。噴嘴材料有金屬和陶瓷兩種，陶瓷噴嘴的使用電流不能超過300A，金屬噴嘴一般用不銹鋼、黃銅等材料制成，其使用電流可高達(dá)500A?！?-1常用弧焊設(shè)備常用的鎢極分純鎢，釷鎢及鈰鎢等，釷鎢及鈰鎢是在純鎢中分別加入微量稀土元素釷或鈰的氧化物制成。在焊接電流較小時(shí)，一般采用小直徑的鎢極并將其端部磨成尖錐角（約20°）。大電流焊時(shí)要求鎢極直徑大，且端部磨成鈍角（大于90°）或帶有平頂?shù)腻F形。（四）供氣和水冷系統(tǒng)1．供氣系統(tǒng)供氣系統(tǒng)主要由氬氣瓶、減壓閥、流量計(jì)和電磁氣閥組成，如圖9-12所示。2．水冷系統(tǒng)該系統(tǒng)主要用來在焊接電流大于150A時(shí)冷卻焊接電纜、焊槍、鎢棒。（五）控制系統(tǒng)§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-12

鎢極氬弧焊氣路系統(tǒng)1—?dú)鍤馄?—減壓閥3—流量計(jì)4—電磁氣閥§9-1常用弧焊設(shè)備控制系統(tǒng)由引弧器、穩(wěn)弧器、行車（或轉(zhuǎn)動(dòng)）速度控制器、程序控制器、電磁氣閥和水壓開關(guān)等組成。（1）控制電源的通斷。（2）焊前提前1.5~4s輸送保護(hù)氣體，以驅(qū)除焊接區(qū)空氣。（3）焊后延遲5~10s停氣，以保護(hù)尚未冷卻的鎢極和熔池（4）自動(dòng)接通和切斷引弧和穩(wěn)弧電路。（5）焊接結(jié)束前電流自動(dòng)衰減，以消除火口和防止弧坑裂紋。（六）鎢極氬弧焊焊機(jī)的維護(hù)、常見故障及維修1．焊機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)（1）應(yīng)及時(shí)更換燒壞的噴嘴，以保證良好的保護(hù)。（2）經(jīng)常注意焊槍冷卻水系統(tǒng)工作情況，以防燒壞焊槍§9-1常用弧焊設(shè)備（3）注意供氣系統(tǒng)的工作情況，發(fā)現(xiàn)漏氣及時(shí)解決。（4）應(yīng)定期檢查焊接電源和控制部分繼電器、接觸器的工作情況，發(fā)現(xiàn)觸頭接觸不良及時(shí)修理或更換。（5）經(jīng)常保持焊機(jī)清潔，定期以干燥空氣進(jìn)行清潔。2．鎢極氬弧焊機(jī)的常見故障及維修方法鎢極氬弧焊機(jī)的常見故障及維修方法見表9-3?！?-1常用弧焊設(shè)備四、等離子弧焊與切割設(shè)備等離子弧是一種壓縮電弧，具有溫度高、能量密度大、焰流速度快、電弧挺度好等特點(diǎn)。（一）等離子弧發(fā)生器等離子弧發(fā)生器是用來產(chǎn)生等離子弧的裝置。根據(jù)用途不同可分為焊槍、割炬和噴槍。焊槍主要由電極、噴嘴、中間絕緣體、上、下槍體、保護(hù)罩、水路、氣路等組成。（二）等離子弧焊設(shè)備等離子弧焊設(shè)備主要由焊接電源、焊槍、控制電路、氣路和水路等部分組成?！?-1常用弧焊設(shè)備

1．焊接電源等離子弧焊接設(shè)備，一般配備具有陡降或垂直陡降外特性的直流弧焊電源。2．氣路系統(tǒng)等離子弧焊接設(shè)備的供氣系統(tǒng)如圖9-13所示，包括離子氣、焊接區(qū)保護(hù)氣、背面保護(hù)氣等。離子氣應(yīng)分成兩路供給，其中一路可在焊接收尾時(shí)經(jīng)氣閥放入大氣，另一路經(jīng)流量計(jì)進(jìn)入焊槍。3．控制系統(tǒng)

等離子弧焊設(shè)備的控制系統(tǒng)一般包括高頻引弧電路、拖動(dòng)控制電路、延時(shí)電路和程序控制電路等部分?！?-1常用弧焊設(shè)備圖9-13等離子弧焊典型供氣系統(tǒng)示意圖1—?dú)鍤馄?—減壓表3—?dú)怏w匯流排4—儲(chǔ)氣桶5-9—調(diào)節(jié)閥10—流量計(jì)YV1-YV5—電磁氣閥§9-1常用弧焊設(shè)備（1）可預(yù)調(diào)氣體流量并實(shí)現(xiàn)離子氣流的衰減。（2）焊前能進(jìn)行對(duì)中調(diào)試。（3）提前送氣，滯后停氣。（4）調(diào)節(jié)焊接小車行走速度及填充焊絲的送進(jìn)速度。（5）可靠的引弧及轉(zhuǎn)弧。（6）實(shí)現(xiàn)起弧電流遞增，熄弧電流遞減。（7）無冷卻水時(shí)不能開機(jī)。（8）發(fā)生故障及時(shí)停機(jī)。（三）等離子弧切割設(shè)備等離子弧切割設(shè)備主要由電源、割炬、控制系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)和水路系統(tǒng)等組成?！?-1常用弧焊設(shè)備1．等離子弧切割電源等離子弧切割和等離子弧焊接一樣，一般均采用垂直陡降外特性的直流電源。為提高切割電壓要求切割電源具有較高的空載電壓（150-400V）。2．控制系統(tǒng)（1）能提前送氣和滯后送氣，以免電極氧化。（2）采用高頻引弧，在等離子弧引燃后高頻振蕩器應(yīng)能自動(dòng)斷開。（3）離子氣流有遞增過程。（4）無冷卻水時(shí)切割機(jī)不能起動(dòng)；若切割過程中斷水，切割機(jī)能自動(dòng)停止工作。（5）在切割結(jié)束或切割過程中斷弧時(shí)，控制線路能自動(dòng)斷開?！?-1常用弧焊設(shè)備3．氣路和水路系統(tǒng)在割炬中通入離子氣除了起壓縮電弧和產(chǎn)生電弧沖力外，還可減少鎢極的氧化燒損，因此切割時(shí)必須保證氣路暢通。為防止割炬的噴嘴燒壞，切割時(shí)必須對(duì)割炬進(jìn)行通水強(qiáng)制冷卻。（四）等離子弧切割設(shè)備的維護(hù)、常見故障及維修1．等離子弧切割設(shè)備的使用維護(hù)

（1）切割機(jī)應(yīng)保持清潔，在切斷電源情況下定期用壓縮空氣對(duì)切割機(jī)內(nèi)的粉塵進(jìn)行清理。（2）定期檢查切割機(jī)內(nèi)緊固螺釘、引線接頭有無松動(dòng)（3）定期檢查氣路各接頭的密封情況?！?-1常用弧焊設(shè)備（4）切割機(jī)累計(jì)工作一段時(shí)間后須將減壓器過濾的油、水排放一次。（5）切割機(jī)在運(yùn)輸或推動(dòng)中應(yīng)防止振動(dòng)。2．等離子弧切割設(shè)備的維護(hù)、常見故障及維修等離子弧切割設(shè)備的常見故障及維修方法見表9-4。五、激光焊接設(shè)備如圖9-14，激光焊接設(shè)備是應(yīng)用激光器產(chǎn)生的波長為1064nm的脈沖激光經(jīng)過擴(kuò)束、反射、聚焦后輻射加工件表面，表面熱量通過熱傳導(dǎo)向內(nèi)部擴(kuò)散，通過數(shù)字化精確控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復(fù)頻率等參數(shù)，使工件熔化，形成特定的熔池，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被加工件的激光焊接，完成傳統(tǒng)工藝無法實(shí)現(xiàn)的精密焊接。§9-1常用弧焊設(shè)備§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-14激光焊接設(shè)備（一）激光焊接設(shè)備的組成(1)激光器。激光器是激光加工設(shè)備的重要部件，對(duì)激光焊接和切割而言，要求以激光的橫模為基模，功率應(yīng)能夠根據(jù)加工要求加以調(diào)整。(2)光學(xué)系統(tǒng)。用以進(jìn)行光束的傳輸和聚焦，在進(jìn)行大功率或大能量傳輸時(shí)，必須采取屏蔽以免對(duì)人造成危害。在小功率系統(tǒng)中，聚焦多采用透鏡，在大功率系統(tǒng)中一般采用反射聚焦鏡。(3)激光加工機(jī)。其精度對(duì)焊接切割的精度影響很大。根據(jù)光束與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，激光加工機(jī)可分為二維、三維和五維。(4)輻射參數(shù)傳感器。用于檢測激光器的輸出功率或輸出能力，并對(duì)輸出功率或能量進(jìn)行控制。§9-1常用弧焊設(shè)備(5)工藝介質(zhì)傳送系統(tǒng)。該系統(tǒng)用于傳送惰性氣體，保護(hù)焊縫。在大功率CO2焊接時(shí)，針對(duì)不同的焊接材料，輸送適當(dāng)?shù)幕旌蠚怏w，可將焊縫上方的等離子體部分吹走，提高能量利用率，增加焊縫熔深。(6)工藝參數(shù)傳感器。主要用于檢測加工區(qū)域的溫度、工件表面狀況以及等離子體特性等，以便通過控制系統(tǒng)進(jìn)行必要的調(diào)整。(7)控制系統(tǒng)。對(duì)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和報(bào)警，輸入?yún)?shù)并加以控制，此外還有保護(hù)作用。(8)準(zhǔn)直用He－Ne激光器。一般采用小功率的He－Ne激光器，進(jìn)行光路的調(diào)控和工件的對(duì)中?！?-1常用弧焊設(shè)備（二）激光焊接設(shè)備的特點(diǎn)（1）激光焊接可以對(duì)薄壁材料，精密零件實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊、對(duì)接焊、疊焊、密封焊等。（2）激光功率大，焊縫具有高的深寬比，熱影響區(qū)域小，變形小，焊接速度快。（3）焊縫質(zhì)量高平整美觀、無氣孔，焊后材料韌性至少相當(dāng)于母體材料。（4）人體化設(shè)計(jì)，液晶屏顯示、集中按鍵化操作更簡單。（5）四維滾珠絲杠工作臺(tái)，采用進(jìn)口伺服控制系統(tǒng)，可選旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)焊、直線焊、圓周焊等自動(dòng)焊接，適用范圍廣，精度高，速度快。§9-1常用弧焊設(shè)備（6）電流波形任意調(diào)整，可根據(jù)焊材的不同設(shè)置不同的波形，使焊接參數(shù)和焊接要求相匹配，以達(dá)到最佳的焊接效果。（三）激光焊接設(shè)備操作規(guī)程1.開機(jī)前的準(zhǔn)備工作（1）檢查工作環(huán)境，溫度：20～28℃，濕度：65%RH以下；（2）檢查機(jī)器內(nèi)循環(huán)水、外循環(huán)水是否達(dá)到規(guī)定范圍；（3）檢查機(jī)器表面無灰塵、花斑、油污等。2.開機(jī)（1）打開總電源開關(guān)，接通三相電源；（2）打開外循環(huán)水開關(guān)；（3）打開主板鑰匙開關(guān)（POWER），主機(jī)系統(tǒng)復(fù)位，§9-1常用弧焊設(shè)備此時(shí)能聽到冷卻水水流聲和水泵運(yùn)轉(zhuǎn)的響聲；（4）打開激光電源開關(guān)，電源LCD顯示菜單并提示‘Wait……’正常情況下大約40秒鐘后，提示‘OK-OK’則可進(jìn)行后續(xù)操作，稍候能聽到機(jī)內(nèi)主接觸器的吸合聲；（5）打開氮?dú)忾y門，調(diào)節(jié)好用氣流量；（6）輸入當(dāng)前要執(zhí)行的工作參數(shù)（系統(tǒng)開機(jī)時(shí)，默認(rèn)工作臺(tái)位置與自動(dòng)調(diào)用的原點(diǎn)位置一致，如與實(shí)際不符，應(yīng)執(zhí)行一次原點(diǎn)復(fù)位命令（HOME）；（7）執(zhí)行‘LOCK’命令，使LCD指示燈亮（此時(shí)激光被鎖?。础甊UN’鍵或踩一次腳踏開關(guān)，讓激光按所修改的工作參數(shù)預(yù)覽一次（檢查所修改的工作參數(shù)是否準(zhǔn)確）；（8）執(zhí)行焊接操作；§9-1常用弧焊設(shè)備3.關(guān)機(jī)（1）關(guān)閉激光電源電閘（在電源LCD顯示菜單中，按‘→’選中系統(tǒng)欄按‘OK’鍵進(jìn)入子菜單，選擇‘Systemexit(退出系統(tǒng))’項(xiàng)按‘OK’鍵，本電源執(zhí)行保存當(dāng)前工作參數(shù)到默認(rèn)號(hào)00和自動(dòng)關(guān)機(jī)動(dòng)作，當(dāng)LCD顯示菜單顯示‘SystemexitOK’時(shí)，主機(jī)（激光電源電閘）即可關(guān)閉；（2）左旋主機(jī)面板鑰匙開關(guān)關(guān)閉機(jī)器；（3）關(guān)閉氮?dú)馄块y門；（4）關(guān)閉外循環(huán)水開關(guān)；（5）關(guān)閉總電源開關(guān)。4.注意事項(xiàng)§9-1常用弧焊設(shè)備（1）在操作過程中，如遇到緊急情況（漏水、激光器有異常聲音等）需快速切斷整機(jī)供電時(shí)，可按主面板左上側(cè)的‘EMERGENCY’紅色按鈕；（2）必須在操作前打開激光焊接的外循環(huán)水開關(guān)；（3）因激光器系統(tǒng)采用水冷卻方式，激光電源采用風(fēng)冷卻方式，若冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)故障，嚴(yán)禁開機(jī)工作；（4）不得隨意拆卸機(jī)器內(nèi)任何部件，不得在機(jī)器密封罩打開時(shí)進(jìn)行焊接，嚴(yán)禁在激光器工作時(shí)，用眼睛直視激光或反射激光，及用眼睛正對(duì)YAG激光器，以免眼睛受傷害；（5）不得把易燃、易爆材料放置到激光光路上或激光束可以照射到的地方，以免引起火災(zāi)和爆炸；§9-1常用弧焊設(shè)備（6）機(jī)器工作時(shí)，電路呈高壓、強(qiáng)電流狀態(tài)，嚴(yán)禁在工作時(shí)觸摸機(jī)器內(nèi)的各電路元器件；（7）未經(jīng)培訓(xùn)人員禁止操作激光焊接設(shè)備。5.日常維護(hù)及保養(yǎng)（1）每日工作前后，需保持工作環(huán)境的清潔，設(shè)備的清潔（包括主機(jī)的外表面、主控柜的外表面、光學(xué)系統(tǒng)外表面、冷卻系統(tǒng)外表面、工作臺(tái)等要無雜物，保持潔凈，清洗時(shí)用干抹布或略濕的布擦拭）；（2）每周檢查冷卻水水質(zhì)，若水質(zhì)變差、渾濁、透明度變差等，應(yīng)及時(shí)更換水，隨時(shí)觀察冷水機(jī)后部液味指示管的水位不得低于水箱高度的80%，若存水量水位低于水箱高度的80%時(shí)，應(yīng)及時(shí)添加純凈水；§9-1常用弧焊設(shè)備（3）每周清潔聚焦鏡頭（取下鏡頭用長纖維脫脂棉沾上99.5%以上的酒精進(jìn)行擦洗），保證鏡片干凈、透明、無油污；（4）每月必須更換循環(huán)水，清洗水箱及金屬過濾網(wǎng)，每月清洗一次冷凝散熱器散熱翅片（冷卻系統(tǒng)除塵）；（5）每半年需給工作臺(tái)的絲桿加潤滑油；給主機(jī)箱除塵（打開主機(jī)箱蓋，用干燥的壓縮空氣將灰塵吹走）。下圖9-15為激光焊接設(shè)備焊接的樣品。§9-1常用弧焊設(shè)備§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-15激光焊接設(shè)備焊接樣品六、電子束焊接設(shè)備電子束焊接是一種利用電子束作為熱源的焊接工藝。電子束發(fā)生器中的陰極加熱到一定的溫度時(shí)逸出電子，電子在高壓電場中被加速，通過電磁透鏡聚焦后，形成能量密集度極高的電子束，當(dāng)電子束轟擊焊接表面時(shí)，電子的動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使焊接件的結(jié)合處的金屬熔融，當(dāng)焊件移動(dòng)時(shí)，在焊件結(jié)合處形成一條連續(xù)的焊縫。（一）電子束焊接特點(diǎn)(1)電子束能量密度高、一般可達(dá)106～109W/cm2,是普通電弧焊和氬弧焊的100～10萬倍。因此可實(shí)現(xiàn)焊縫深而窄的焊接，深寬比大于10:1。(2)電子束焊接，其焊縫化學(xué)成份純凈,焊接接頭強(qiáng)度高、質(zhì)量好?！?-1常用弧焊設(shè)備(3)電子束焊接所需線能量小，而焊接速度高，因此焊件的熱影響區(qū)小、焊件變形小，除一般焊接外，還可以對(duì)精加工后的零部件進(jìn)行焊接。(4)可焊接普通鋼材、不銹鋼、合金鋼及銅、鋁等金屬、難溶金屬(如鉭、鈮、鉬)和一些化學(xué)性質(zhì)活潑的金屬（如鈦、鋯、鈾等)。(5)可焊接異種金屬,如銅和不銹鋼、鋼與硬質(zhì)合金、鉻和鉬、銅鉻和銅鎢等。(6)電子束焊接的工藝參數(shù)，如加速電壓、束流、聚焦電流、偏壓、焊速等可以精確調(diào)整，因此易于實(shí)現(xiàn)焊接過程自動(dòng)化和程序控制，焊接重復(fù)性好。(7)電子束焊接能焊接復(fù)雜幾何形狀工件。§9-1常用弧焊設(shè)備(8)與普通焊接相比,其焊接速率更高（尤其對(duì)于大厚件的焊接工件）。（二）電子束焊接設(shè)備分類1.按照真空室壓力分（1）高真空電子束焊機(jī)（2）低真空電子束焊機(jī)（3）非真空電子束焊機(jī)2.按照加速電壓分（1）高壓型電子束焊機(jī)（60～150kV）（2）中壓型電子束焊機(jī)（40～60kV）（3）低壓型電子束焊機(jī)（≤40kV）§9-1常用弧焊設(shè)備3.按照電子槍固定方式分（1）動(dòng)槍式電子束焊機(jī)（2）定槍式電子束焊機(jī)圖9-16為電子束焊機(jī)的典型產(chǎn)品?！?-1常用弧焊設(shè)備a)德國PTR公司生產(chǎn)的ebw3000/15-150CNC型電子束焊機(jī)§9-1常用弧焊設(shè)備b)法國TECHMETA公司生產(chǎn)的MEDARD43型電子束焊機(jī)§9-1常用弧焊設(shè)備c)烏克蘭巴東電焊研究所生產(chǎn)的KL110型電子束焊機(jī)§9-1常用弧焊設(shè)備d)桂林電科所生產(chǎn)的HDZ－3BEB電子束焊機(jī)圖9-16電子束焊機(jī)的典型產(chǎn)品（三）電子束焊接設(shè)備組成及工作原理電子束焊機(jī)由電子槍、高壓電源、真空機(jī)組、真空焊接室、電氣控制系統(tǒng)、工裝夾具與工作臺(tái)行走系統(tǒng)等部分組成。電子束焊機(jī)的關(guān)鍵部件是電子槍，電子槍中陰極經(jīng)電流加熱后，在陰陽極間幾十至上百千伏的加速電壓作用下發(fā)射出電子流，該電子流在偏壓柵極的控制和聚束作用下形成一束電子從陽極孔中穿過，經(jīng)過電子槍隔離閥后在聚焦磁透鏡的作用下以極高的能量密度和光速70%的速度注入焊接工件、強(qiáng)大的電子動(dòng)能迅速轉(zhuǎn)化為熱能將焊接工件局部熔化而達(dá)到焊接的目的。圖9-17為電子束焊機(jī)原理示意圖?！?-1常用弧焊設(shè)備§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-17電子束焊機(jī)原理示意圖1、陰極2、聚束極3、陽極4、光學(xué)觀察系統(tǒng)5、聚焦磁透鏡6、偏轉(zhuǎn)磁透鏡7、焊接工件8、槍室真空系統(tǒng)9、焊室真空系統(tǒng)10、隔離閥

七、焊接自動(dòng)化配套焊接設(shè)備隨著焊接自動(dòng)化不斷的發(fā)展與升級(jí)，對(duì)所需配備的焊接電源也提出了更多的要求，基于焊接電源與自動(dòng)化設(shè)備的通信要求及其自身的特點(diǎn)，焊接自動(dòng)化用焊接電源相對(duì)于手工焊電源有了較大變化，主要體現(xiàn)在功能全面化、數(shù)據(jù)庫專業(yè)化、性能穩(wěn)定化，且對(duì)送絲系統(tǒng)及焊槍的要求有較大的修正。在自動(dòng)化焊接工程中，焊接電源的性能和選用是一項(xiàng)極為重要的技術(shù)問題，因?yàn)楹缚p質(zhì)量的優(yōu)劣及控制，大都與焊接電源有著直接的關(guān)系。圖9-18所示為奧地利Fronius公司的焊接電源，圖9-19所示為瑞典ESAB弧焊電源?！?-1常用弧焊設(shè)備§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-18奧地利Fronius焊接電源圖9-19瑞典ESAB弧焊電源為了保證焊接電源與自動(dòng)化設(shè)備能更好的連接，針對(duì)弧焊電源系統(tǒng)，機(jī)器人焊接工程要求包括:（1）焊接電弧的抗磁偏吹能力；（2）焊接電弧的引弧成功率；（3）熔化極弧焊電源的焊縫成形問題；（4）自動(dòng)化設(shè)備與弧焊電源的通信問題；（5）自動(dòng)化設(shè)備對(duì)自動(dòng)送絲機(jī)的要求；（6）自動(dòng)化設(shè)備對(duì)所配置焊槍的要求。（一）焊接電源特點(diǎn)及要求1.機(jī)器人用電弧焊設(shè)備配置的焊接電源需要具有穩(wěn)定性高、動(dòng)態(tài)性能佳、調(diào)節(jié)性能好的品質(zhì)特點(diǎn)；§9-1常用弧焊設(shè)備2.同時(shí)具備可以與機(jī)器人進(jìn)行通信的接口，這就要求焊接設(shè)備具備專家數(shù)據(jù)庫和全數(shù)字化系統(tǒng)。其中一些中高端客戶需要焊接電源具有一元化模式、一元化設(shè)置模式或二元化模式。3.送絲機(jī)需要配置自動(dòng)化送絲機(jī)（圖9-20）。4.送絲機(jī)可安裝在機(jī)器人的肩上（圖9-21），且在一些高端配置中，焊接電源需要有進(jìn)/退絲功能，同時(shí)送絲機(jī)上也配置點(diǎn)動(dòng)送絲/送氣按鈕。（二）弧焊電源工藝性能對(duì)機(jī)器人焊接質(zhì)量的影響焊接電弧的引弧成功率，是指電弧焊開始時(shí)有效引發(fā)電弧次數(shù)的概率。無論對(duì)使用熔化極電弧焊槍的機(jī)器人，還是使用非熔化極電弧焊槍的機(jī)器人，都要求焊接電弧有100%的引弧成功率?！?-1常用弧焊設(shè)備§9-1常用弧焊設(shè)備圖9-20送絲機(jī)圖9-21送絲機(jī)安裝在機(jī)器人肩上為保證引弧成功率，現(xiàn)在弧焊機(jī)器人用的熔化極氣體保護(hù)焊電源設(shè)計(jì)了所謂的“去(焊絲端部)小球”電路。該設(shè)計(jì)思路的出發(fā)點(diǎn)是，當(dāng)一次熔化極氣體保護(hù)焊接結(jié)束時(shí)，發(fā)現(xiàn)焊絲端部形狀可能出現(xiàn)小球，這會(huì)為再次引弧造成困難。薄板電弧焊時(shí)，在薄板焊縫的兩端都會(huì)形成向內(nèi)凹陷的豁口，豁口尖端的形狀對(duì)拼焊薄板的抗拉強(qiáng)度有很大的影響。為使豁口形成圓弧狀豁口，可以通過起弧段上升電流及收弧段下降電流分別調(diào)節(jié)的方式實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)在的數(shù)字化電源都有這個(gè)功能。（三）弧焊機(jī)器人用焊接電源由于機(jī)器人焊接對(duì)生產(chǎn)率和焊接質(zhì)量的一系列要求，需§9-1常用弧焊設(shè)備對(duì)焊接電源進(jìn)行相應(yīng)的配套設(shè)置，根據(jù)機(jī)器人的要求在軟、硬件方面著手對(duì)電路進(jìn)行處理，從而達(dá)到與機(jī)器人的完美結(jié)合。目前與機(jī)器人進(jìn)行配置的焊接電源除電流、電壓可調(diào)外，還需要具備一些基本功能：起弧電流大小可調(diào)節(jié)、起弧電流持續(xù)時(shí)間可調(diào)節(jié)、弧長修正可調(diào)節(jié)、電感可調(diào)節(jié)、收弧電流大小可調(diào)節(jié)、收弧電流持續(xù)時(shí)間可調(diào)節(jié)、回?zé)拚稍O(shè)置、電纜補(bǔ)償可設(shè)置、預(yù)通氣時(shí)間可設(shè)置、滯后斷氣時(shí)間可設(shè)置、起弧/收弧電流衰減可設(shè)置，以上這些功能和機(jī)器人通信后可以通過機(jī)器人來調(diào)節(jié)。針對(duì)一些中高端用戶，焊接電源需要具有專家數(shù)據(jù)庫。焊接控制系統(tǒng)應(yīng)能對(duì)弧焊電源進(jìn)行故障報(bào)錯(cuò)，除通知機(jī)器人故障外，還應(yīng)顯示故障代碼?！?-1常用弧焊設(shè)備（四）弧焊機(jī)器人用焊槍目前弧焊機(jī)器人用焊槍有兩種:一種是焊接機(jī)器人中空內(nèi)置焊槍，如圖9-22所示；一種是焊接機(jī)器人外置焊槍，如圖9-23所示?！?-1常用弧焊設(shè)備圖9-22焊接機(jī)器人中空內(nèi)置焊槍圖9-23焊接機(jī)器人外置焊槍中空手腕式弧焊機(jī)器人是將焊槍內(nèi)置，焊槍內(nèi)置方式有三種：第一種是直接連接到送絲機(jī)上，這種焊槍在使用過程中隨著第六軸手腕的轉(zhuǎn)動(dòng)，焊槍電纜受扭曲力的作用，在長期受力情況下壽命大大降低；第二種是將焊槍和焊槍電纜分開，并在送絲機(jī)前端做成可旋轉(zhuǎn)接頭，這種連接方式在一定程度上降低了扭曲力對(duì)焊槍電纜壽命的影響；第三種是將焊槍和焊槍電纜在機(jī)器人第六軸安裝位置處分開做成可旋轉(zhuǎn)接頭，這種連接方式從根源上消除了由于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的扭曲作用力對(duì)焊槍電纜壽命的影響，此種焊槍價(jià)格稍高?！?-1常用弧焊設(shè)備外置焊槍機(jī)器人需要在弧焊機(jī)器人第六軸上安裝焊槍把持器，這在某些復(fù)雜零部件焊接時(shí)降低了焊槍的可達(dá)性。這種焊槍較內(nèi)置焊槍的價(jià)格稍低，一般在外置焊槍可以達(dá)到使用要求的時(shí)候，綜合考慮成本，都會(huì)選用外置焊槍。（五）通信方式目前機(jī)器人和焊接電源的主流通信方式主要有以下幾種：I/O、DeviceNet、Profibus和以太網(wǎng)等。1.I/O通信I/O通信是機(jī)器人CPU基于系統(tǒng)總線通過I/O電路與焊接電源交換信息，需要外供24V電源，分為數(shù)字I/O和模擬I/O兩種，這種通信方式接線麻煩，需要的空間較大，每個(gè)點(diǎn)只限一個(gè)信號(hào)，工作量大，綜合成本高。§9-1常用弧焊設(shè)備2.DeviceNetDeviceNet是國際上20世紀(jì)90年代中期發(fā)展起來的一種基于CAN技術(shù)的開放型、符合全球工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的低成本、高性能的現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò)。這種方式不僅使設(shè)備之間以一根電纜互相連接和通信，更重要的是它給系統(tǒng)所帶來的設(shè)備及診斷功能。該功能在傳統(tǒng)的I/O上是很難實(shí)現(xiàn)的，而是通過提供網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的能力來提供無限制的I/O端口，提高了機(jī)器人與焊機(jī)之間的通信效率。它簡化配線，避免了潛在的錯(cuò)誤點(diǎn)，減少了所需的文件，降低了人工成本并節(jié)省了安裝空間，但是需要外供24V電源。這是目前焊接電源與機(jī)器人之間的主流通信方式。§9-1常用弧焊設(shè)備3.Profibus總線基于現(xiàn)場總線ProfibusDP/PA控制系統(tǒng)位于工廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的底層，即現(xiàn)場級(jí)和車間級(jí)。現(xiàn)場總線Profibus是面向現(xiàn)場級(jí)和車間級(jí)的數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)。4.以太網(wǎng)以太網(wǎng)是當(dāng)今現(xiàn)有局域網(wǎng)最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)絡(luò)使用CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問及沖突檢測)技術(shù)，接線簡單，傳輸速度快，效率高，不需要外供24V電源，是焊接電源與機(jī)器人較為先進(jìn)的通信連接方式?！?-1常用弧焊設(shè)備繼續(xù)返回§9-2弧焊電源的選擇

和使用§9-2弧焊電源的選擇和使用

一、弧焊電源的選擇弧焊電源是焊接電弧能量的提供裝置。不同類型的弧焊電源，主要區(qū)別見表9-5。（一）按焊接方法選擇弧焊電源1．焊條電弧焊焊條電弧焊電弧工作在靜特性曲線的水平段，應(yīng)采用具有下降外特性的弧焊電源。2．埋弧焊埋弧焊電弧工作在靜特性曲線的水平段或略上升段。等速送絲時(shí)，選用較平緩下降外特性的弧焊電源，變速送絲時(shí)，則選用陡降外特性的弧焊電源。項(xiàng)目交流直流項(xiàng)目交流直流電弧的穩(wěn)定性磁偏吹極性空載電壓差很小無較高好較大有較低構(gòu)造與維修成本供電觸電危險(xiǎn)簡單低一般單相較大復(fù)雜高一般三相較小表9-5交、直流弧焊電源特點(diǎn)比較3．氬弧焊鎢極氬弧焊應(yīng)選用陡降外特性或恒流外特性的交流弧焊電源或直流弧焊電源?！?-2弧焊電源的選擇和使用

除焊接鋁、鎂及其合金時(shí)，為清除表面致密的氧化膜并減輕鎢極燒損，需采用交流弧焊電源；焊接其它有色金屬、黑色金屬、不銹鋼時(shí)，一般采用直流弧焊電源，采用直流正接（工件接正極）。對(duì)于熔化極氬弧焊，應(yīng)選用平外特性（等速送絲）或下降外特性（變速送絲）的弧焊整流器、弧焊逆變器等。對(duì)于較高要求的氬弧焊，如1mm以下的薄板焊接，可選用脈沖弧焊電源。4．CO2氣體保護(hù)焊CO2氣體保護(hù)焊一般選用平外特性或緩降外特性的弧焊整流器、弧焊逆變器等，一般采用直流反接。§9-2弧焊電源的選擇和使用

5．等離子焊等離子焊一般采用非熔化極，應(yīng)選用陡降外特性或垂直陡降外特性的直流弧焊電源。（二）從經(jīng)濟(jì)和節(jié)能、環(huán)保方面考慮來選擇弧焊電源1．經(jīng)濟(jì)方面

由于交流弧焊電源具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、易維護(hù)，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在滿足使用性能及保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)優(yōu)先選用交流弧焊電源。2．節(jié)能、環(huán)保方面由于電弧焊是高能耗領(lǐng)域，所以在條件允許的情況下，盡可能選用高效節(jié)能、環(huán)保的弧焊電源，隨著等電力電子器§9-2弧焊電源的選擇和使用

件的不斷發(fā)展和成熟，弧焊逆變器被越來越廣泛的應(yīng)用，和普通弧焊電源相比，弧焊逆變器具有高效節(jié)能、體積小、重量輕和良好的動(dòng)特性等優(yōu)點(diǎn)，且對(duì)環(huán)境噪聲污染小。（三）弧焊電源功率的選擇1．根據(jù)額定電流粗略估計(jì)焊接設(shè)備銘牌中焊接電源型號(hào)后面的數(shù)字表示額定電流，可根據(jù)該電流值確定弧焊電源是否滿足要求。一般這種方法對(duì)于焊條電弧焊來說比較適用，只要實(shí)際焊接電流值小于額定電流值即可?！?-2弧焊電源的選擇和使用

2．根據(jù)負(fù)載持續(xù)率確定許用焊接電流弧焊電源的輸出功率（電流值），主要由其發(fā)熱值確定。因而，在弧焊電源的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)不同的絕緣等級(jí)規(guī)定了相應(yīng)的允許溫升?；『鸽娫吹呢?fù)載持續(xù)率是用來表示焊接電源工作狀態(tài)的參數(shù)，它表示在選定的工作時(shí)間周期內(nèi)，允許焊接電源連續(xù)使用的時(shí)間，用表示。其公式為式中為弧焊電源的工作周期，是負(fù)載與空載時(shí)間之和；為負(fù)載運(yùn)行持續(xù)時(shí)間?！?-2弧焊電源的選擇和使用

弧焊電源銘牌上規(guī)定的額定電流就是指在額定負(fù)載持續(xù)率時(shí)允許的焊接電流，即在額定負(fù)載持續(xù)率下以額定焊接電流工作時(shí)，弧焊電源不會(huì)超過它的允許溫升。不同負(fù)載持續(xù)率下允許的焊接電流值

3．額定容量（功率）額定容量是電網(wǎng)必須滿足弧焊電源供應(yīng)的額定視在功率。

為額定一次電壓（V）為額定一次電流（A）§9-2弧焊電源的選擇和使用

弧焊電源銘牌上的額定容量是指視在功率，而實(shí)際運(yùn)行中的有功功率還取決于焊接回路的功率因數(shù)。功率因數(shù)是輸出的有功功率與視在功率的比值，即弧焊變壓器在額定狀態(tài)下輸出的有功功率為二、弧焊電源的安裝（一）附件的選擇弧焊電源主回路中除包括主機(jī)外，還包括電纜線、熔斷器、開關(guān)等附件?！?-2弧焊電源的選擇和使用

1．電纜的選擇電纜包括從電網(wǎng)到弧焊電源的動(dòng)力線和從弧焊電源到焊件、焊鉗的焊接電纜。（1）動(dòng)力線的選擇動(dòng)力線一般選用耐壓為交流500V的電纜。對(duì)單芯銅電線，以電流密度5~10A/mm2選擇導(dǎo)線截面；多芯電纜或長度較大（大于30mm）時(shí)，以電流密度為3~6A/mm2選擇導(dǎo)線截面。（2）焊接電纜的選擇選擇焊接電纜時(shí)，應(yīng)選用專用焊接電纜，不得選用普通電纜。當(dāng)焊接電纜長度小于20m時(shí)，以電流密度4~10A/mm2選擇導(dǎo)線截面積。一般來說電纜壓降不宜超過額定工作電壓的10%。2．熔斷器的選擇熔斷器是防止過載或短路的最常用的保護(hù)電路。常用的§9-2弧焊電源的選擇和使用

有管式、插式和螺旋式等。熔斷器內(nèi)裝有熔絲，是用低熔點(diǎn)合金材料制成的，當(dāng)電路過載或短路時(shí)，熔絲熔斷，切斷電路。熔斷器的選擇主要是選擇熔絲。熔斷器的額定電流應(yīng)不小于熔絲的額定電流。3．開關(guān)的選擇開關(guān)是把弧焊電源接在電網(wǎng)電源上的低壓聯(lián)結(jié)電器，其主要用作電路隔離及不頻繁地接通或分?jǐn)嚯娐分?。常用的開關(guān)有膠蓋瓷底刀開關(guān)、鐵殼開關(guān)和斷路器。對(duì)于弧焊變壓器、弧焊整流器和弧焊逆變器等焊接電源，開關(guān)的額定電流應(yīng)不小于弧焊電源的一次額定電流?！?-2弧焊電源的選擇和使用

（二）弧焊電源的安裝1．弧焊整流器、弧焊逆變器及晶體管弧焊電源的安裝（1）安裝前的檢查1）新的或長期放置未用的弧焊電源，在安裝前必須檢查絕緣情況，可用500V兆歐表測定其絕緣電阻。一般弧焊整流器的電源回路對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻應(yīng)不小于1MΩ；焊接回路對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻應(yīng)不小于0.5MΩ；一、二次繞組間絕緣電阻應(yīng)不小于1MΩ。2）安裝前應(yīng)檢查其內(nèi)部是否有損壞，各接頭處是否擰緊，有無松動(dòng)現(xiàn)象。（2）安裝注意事項(xiàng)§9-2弧焊電源的選擇和使用

1）電網(wǎng)電源功率是否夠用，開關(guān)、熔斷器和電纜選擇是否正確，電纜的絕緣是否良好。2）弧焊電源與電網(wǎng)間應(yīng)裝有獨(dú)立開關(guān)和熔斷器。3）動(dòng)力線和焊接電纜線的導(dǎo)線截面和長度要合適，以保證在額定負(fù)定負(fù)載時(shí)動(dòng)力線電壓降不大于電網(wǎng)電壓5%；焊接回路電壓線總壓降不大于4V。4）機(jī)殼接地或接零。若電網(wǎng)電源為三相四線制，應(yīng)把機(jī)殼接到中性線上；若為不接地的三相制，則應(yīng)把機(jī)殼接地。5）采用防潮措施。6）安裝在通風(fēng)良好的干燥場所。§9-2弧焊電源的選擇和使用

7）弧焊整流器通常都裝有風(fēng)扇對(duì)硅元件和繞組進(jìn)行通風(fēng)冷卻，接線時(shí)一定保證風(fēng)扇轉(zhuǎn)向正確。通風(fēng)窗與阻擋物間距不應(yīng)小于300mm，以使內(nèi)部熱量順利排出。2．弧焊變壓器的安裝接線時(shí)要注意出廠銘牌上所標(biāo)的一次電壓數(shù)值（有380V、220V，也有380V和220V兩用）與電網(wǎng)電壓是否一致。三、弧焊電源的使用（一）使用基礎(chǔ)知識(shí)弧焊電源的使用應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）使用前，應(yīng)仔細(xì)閱讀產(chǎn)品使用說明書，了解其性能。然后按使用說明書和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)弧焊電源進(jìn)行檢查，確保無明顯問題后方可使用。

§9-2弧焊電源的選擇和使用

（2）焊前應(yīng)仔細(xì)檢查弧焊電源各部分接線是否正確，接頭是否擰緊，氣體保護(hù)焊氣路、水循環(huán)冷卻系統(tǒng)是否暢通。電源外殼應(yīng)接地良好，以保證安全，防止過熱。（3）弧焊電源應(yīng)在切斷電源的條件下方可搬運(yùn)、移動(dòng)，且應(yīng)避免震動(dòng)。進(jìn)行焊接時(shí)不得移動(dòng)弧焊電源。（4）空載時(shí)，應(yīng)聽一聽弧焊電源聲音是否正常，冷卻風(fēng)扇是否正常鼓風(fēng)。（5）不得隨意打開機(jī)殼頂蓋，以防異物跌入或焊接時(shí)降低風(fēng)冷效果，損傷或燒壞元件。（6）應(yīng)在空載時(shí)起動(dòng)或調(diào)節(jié)電流，不允許過載使用或長期短路，以免燒壞弧焊電源?！?-2弧焊電源的選擇和使用

（7）應(yīng)在銘牌規(guī)定的電流調(diào)節(jié)范圍內(nèi)及相應(yīng)的負(fù)載持續(xù)率下工作，以防溫度過高燒壞絕緣，縮短使用壽命。（8）在使用弧焊整流器，弧焊逆變器時(shí)，應(yīng)注意硅元件的保護(hù)和冷卻，應(yīng)避免磁飽和電抗器振動(dòng)、撞擊。當(dāng)硅元件損壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換后使用。在使用弧焊逆變器時(shí)，應(yīng)注意電力電子元器件的保護(hù)，以防止被擊穿。（9）應(yīng)建立必要的管理制度，并按制度進(jìn)行保養(yǎng)檢修設(shè)備。機(jī)件應(yīng)保持清潔，機(jī)體上不得堆放雜物，以防短路或損壞機(jī)體?；『鸽娫吹氖褂脠鏊鶓?yīng)保證干燥、通風(fēng)。（10）設(shè)備使用完畢后應(yīng)切斷網(wǎng)路電源。當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時(shí)應(yīng)立即切斷網(wǎng)路電源，并及時(shí)維修?！?-2弧焊電源的選擇和使用

（二）幾種常見弧焊電源的使用要點(diǎn)1．焊條電弧焊設(shè)備2．埋弧焊設(shè)備（1）引弧啟動(dòng)（2）焊接過程中工藝參數(shù)的微調(diào)（3）適當(dāng)調(diào)整焊嘴高度（4）停止焊接（5）選擇操作架及機(jī)頭移動(dòng)方式（6）焊嘴位置應(yīng)適當(dāng)（7）正確操作3．鎢極氬弧焊設(shè)備§9-2弧焊電源的選擇和使用

接通冷卻水并開機(jī)后，電源和冷卻水指示燈亮。在引弧前檢測氣流并調(diào)節(jié)氬氣流量，即將開關(guān)撥到“檢氣”位置，再扭動(dòng)氬氣流量表上的旋鈕設(shè)定流量。然后將氣流開關(guān)撥到“焊接”位置，氬氣停止流出。引弧時(shí)先保持焊槍與工件之間的距離適當(dāng)（一般鎢極尖端離工件3mm左右），并使鎢極近似與工件表面垂直，然后按下焊槍上的開關(guān)鈕，開始提前送氣，數(shù)秒鐘后電弧引燃，可進(jìn)行焊接。若要停焊，則松開焊槍上的開關(guān)鈕，電弧熄滅，氣流繼續(xù)數(shù)秒后自動(dòng)關(guān)斷。（1）直流鎢極氬弧焊機(jī)直流鎢極氬弧焊機(jī)屬于一種高質(zhì)量的焊接方法，其焊縫受氬氣保護(hù)，既可減少缺陷又可提高接頭的力學(xué)性能。§9-2弧焊電源的選擇和使用

施焊時(shí)可使用小電流（20A以下），適合于打底焊或薄壁精密件等的熔焊。缺點(diǎn)是效率低，成本高，在實(shí)際生產(chǎn)中主要用于以下構(gòu)件的焊接：1）各種碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼及不銹鋼小直徑管子對(duì)接打底焊或薄壁管對(duì)接。2）各類高合金鋼設(shè)備精密內(nèi)件的焊接；小直徑接管與殼體焊接。3）鈦及鈦合金、鎳及鎳合金、鋯及鋯合金等材料的焊接4）各種材料換熱器中換熱管與管板的焊接。（2）交流鎢極氬弧焊機(jī)§9-2弧焊電源的選擇和使用

交流鎢極氬弧焊機(jī)的特點(diǎn)是電弧對(duì)工件表面有“陰極霧化”作用，焊接中它能有效清除活性金屬工件焊縫表面的氧化膜，減少焊縫中的氧化物夾雜，全面提高焊縫的質(zhì)量。因此，它特別適用于鋁及鋁合金、鎂及鎂合金構(gòu)件、儲(chǔ)罐、換熱器等的焊接。4．熔化極氣體保護(hù)焊設(shè)備熔化極氣體保護(hù)焊設(shè)備統(tǒng)稱GMAW，有惰性（如Ar，稱MIG）和活性（如CO2，稱MAG）及混合氣體（如Ar+CO2，也稱MAG）保護(hù)焊。Ar氣體保護(hù)焊設(shè)備主要用于鋁、銅、不銹鋼等材料的焊接CO2或混合氣體保護(hù)焊設(shè)備用于碳鋼和低合金鋼等材料的焊接?！?-2弧焊電源的選擇和使用

操作要點(diǎn)如下：（1）根據(jù)保護(hù)氣體種類、焊絲直徑選擇相應(yīng)按鈕、送絲滾輪溝槽及導(dǎo)電嘴。（2）根據(jù)工件厚度、焊縫類型、焊接位置等選擇焊接參數(shù)，如焊接電流、電壓、焊絲伸出長度（即干伸長度，取決于導(dǎo)電嘴至工件的距離）、氣體流量等。（3）避免送絲軟管纏繞。目前合金鋼焊絲的送進(jìn)多采用推絲方式，軟管一般長3~5m，在焊接過程中若軟管盤繞則會(huì)增大送絲阻力，導(dǎo)致送絲不均勻而影響電弧穩(wěn)定。（4）焊接過程中隨著焊縫的堆高應(yīng)不斷調(diào)整焊嘴高度?！?-2弧焊電源的選擇和使用

四、節(jié)約用電1．提高功率因數(shù)具有大漏抗或大電