1、焊接设备操作与维护 主编 徐宏彤 HJ1 第一节CO2焊的特点及设备组成HJ2一、CO2焊的实质CO2焊是利用CO2作为保护气体的熔化极电弧焊方法。这种方法以CO2气体作为保护介质,使电弧及熔池与周围空气隔离,防止空气中氧、氮、氢对熔滴和熔池金属的有害作用,从而获得优良的机械保护性能。生产中一般是利用专用的焊枪,形成足够的CO2气体保护层,依靠焊丝与焊件之间的电弧热,进行自动或半自动熔化极气体保护焊。CO2是一种氧化性气体,特别是在高温作用下具有强烈的氧化性,但CO2气体价格低廉,供应充足。虽然它有强烈的氧化作用,但氧化后的熔化金属比较容易脱氧;且较强的氧化性能够抑制焊缝中氢的存在,防止产生氢
2、气孔和裂纹;CO2良好的保护作用还能有效地防止空气中N2对熔滴及熔池金属的有害作用,这一点是很重要的,因为金属一旦被氮化,很难使之脱氮。HJ2图5-1CO2焊的原理1直流电源2送丝机构3焊枪4焊丝盘5CO2气瓶HJ2二、CO2焊的特点CO2焊具有以下优点。1)焊接生产率高。2)焊接成本低。3)焊接变形小。4)焊接质量较高。5)适用范围广。6)操作简便。7)电弧可见性好。同时,CO2焊也具有以下缺点。HJ21)飞溅率较大,并且焊缝表面成形较差。2)很难用交流电源进行焊接,焊接设备比较复杂,易出现故障,要求具有较高的设备维护的技术能力。3)抗风能力差,给室外作业带来一定困难。4)不能焊接容易氧化的
3、非铁金属。5)弧光较强,必须注意劳动保护。同时,CO2焊也具有以下缺点。HJ2三、CO2焊的设备组成CO2焊所用的设备有半自动CO2焊设备和自动CO2焊设备两类。在实际生产中,半自动CO2焊设备使用较多,下面重点介绍半自动CO2焊设备。一台完整的半自动CO2 焊设备由焊接电源、送丝机构、焊枪、供气系统、冷却水循环装置及控制系统等几部分组成,如图5-2所示。而自动CO2焊设备除上述几部分外还有焊车行走机构。HJ2图5-2半自动CO2焊设备HJ2CO2焊一般采用直流电源且反极性连接。电源是供给电弧能量的设备,应能保证焊接电弧稳定燃烧,在焊接过程中焊接参数稳定不变,且焊前能在一定范围内调节。除上述工
4、艺方面的要求外,还希望焊接电源结构简单、成本低廉、使用可靠、维修方便等。为了满足上述对电源要求,必须正确选择电源的外特性和电源的动特性。(1)电源的外特性根据不同直径焊丝CO2焊的焊接特点,一般细焊丝采用等速送丝式焊机,配合平外特性电源。粗焊丝采用变速送丝式焊机,配合下降外特性电源。1.焊接电源HJ21)平特性电源。电弧燃烧稳定,在等速送丝条件下,平外特性电源的电弧自身调节灵敏度较高。可以依靠弧长变化来引起电流的变化,依靠电弧自身调节作用,使电弧燃烧稳定。焊接参数调节方便,可以对焊接电压和焊接电流分别进行调节,通过改变电源外特性调节电弧电压,改变送丝速度调节焊接电流。两者之间相互影响不大。可避
5、免焊丝回烧,因为电弧回烧时,随着电弧拉长,电流很快减小,使得电弧在未回烧到导电嘴前已熄灭。HJ22)下降特性电源。(2)电源的动特性电源动特性是衡量焊接电源在电弧负载发生变化时,弧焊电源输出电压与电流的响应过程,可以用弧焊电源的输出电流ih=f(t)和电压uh=f(t)来表示,它反映弧焊电源对负载瞬变的适应能力。只有当弧焊电源的动特性合适时,才能获得预期有规律的熔滴过渡及稳定的焊接过程。粗焊丝细滴过渡时,焊接电流的变化比较小,所以对焊接电源的动特性要求不高,只要有合适的电源外特性,提供足够的电流和电压即可。细焊丝短路过渡时,因为焊接电流不断地发生较大的变化,所以对焊接电源的动特性有较高的要求。
6、具体包括如下三个方面:HJ21)合适的短路电流增长速度di/dt。2)适当的短路电流峰值。3)合适的电弧电压恢复速度du/dt。对这三个方面,不同的焊丝、不同的焊接参数,有不同的要求。因此要求电源设备能兼顾这三方面的适应能力。HJ2(1)送丝方式半自动气体保护焊机有推丝式、拉丝式、推拉丝式三种基本送丝方式,如图5-3所示。图5-3半自动焊机送丝方式a)推丝式b)、c)拉丝式d)推拉丝式2.送丝系统HJ2(2)送丝机构送丝机构由送丝电动机、减速装置、送丝滚轮和压紧机构等组成。(3)调速器用调速器调节送丝速度,一般只要改变直流伺服电动机的电枢电压,即可实现送丝速度的无级调节。(4)送丝软管送丝软管
7、是导送焊丝的通道,要求软管内壁光滑、规整及内径大小要均匀合适;焊丝通过的摩擦阻力小;应具有良好的刚度和弹性,形槽,滚轮的传动形式有单主动轮传动和双主动轮传动。HJ23.焊枪(1)对焊枪的要求焊枪的主要作用是导电、送丝和输送保护气体。对焊枪有下列要求:1)送丝均匀、导电可靠和气体保护良好。2)结构简单、经久耐用和维修简便。3)使用性能良好。HJ2焊枪按用途可分为半自动焊枪和自动焊枪两类。1)半自动焊枪。图5-4鹅颈式焊枪a)鹅颈式焊枪的构造b)鹅颈式焊枪实物1导电嘴2分流环3喷嘴4弹簧管5绝缘套6鹅颈管7乳胶管8微动开关9焊把10枪体11扳机12气门推杆13气门球14弹簧15气阀嘴(2)焊枪的类
8、型焊枪能否完成上述功能,取决于其结构设计是否合理。HJ2图5-5水冷手枪式焊枪a)水冷手枪式焊枪的构造b)水冷手枪式焊枪的实物1焊枪2焊嘴3喷管4水筒装配件5冷却水通路6焊枪架7焊枪主体装配件8螺母9控制电缆10开关控制杆11微型开关12防弧盖13金属丝通路14喷嘴内管HJ2图5-6拉丝式焊枪a)拉丝式焊枪的构造b)拉丝式焊枪的实物1喷嘴2外套3绝缘外壳4送丝滚轮5螺母6导丝杆7调节螺杆 8绝缘外壳9焊丝盘10压栓11、15、17、21、22螺钉12压片13减速箱14电动机16底板17电动机18退丝按钮19扳机开关20触点HJ22)自动焊枪。(3)焊枪的喷嘴和导电嘴喷嘴是焊枪上的重要零件,其作
9、用是向焊接区域输送保护气体,以防止焊丝端头、电弧和熔池与空气接触。喷嘴的形状和尺寸对于保护气流的状态,焊枪的操作性能都有直接的影响。HJ24.供气系统供气系统的作用是保证纯度合格的CO2保护气体能以一定的流量均匀地从喷嘴中喷出。它由CO2钢瓶、预热器、干燥器、减压器流量计及气阀等组成,如图5-7所示。HJ2、图5-7供气系统示意图1CO2钢瓶2预热器3干燥器4减压阀5流量计6电磁气阀HJ2(1)CO2钢瓶储存液态CO2,钢瓶通常漆成灰色并用黄字写上“CO2”。CO2气瓶的容量为40L,可装25kg的液态CO2,占容积的80%,满瓶压力为57MPa。(2)预热器(3)干燥器(4)减压器和流量计减
10、压器的作用是将高压CO2气体变为低压气体。流量计用于调节并测量CO2气体的流量。(5)气阀气阀装在气路上,是用来接通或切断保护气体的装置。CO2保HJ2第二节CO2焊设备的操作规程HJ2一、注意避免发生重大人身安全事故1)工作前应确认焊机、导线、手把等安全可靠;手柄和导线绝缘良好,管道阀门无泄漏。2)防止有害气体中毒和窒息的发生(焊接烟尘和CO对人体有害),必须遵守劳动安全卫生法及其实施令中关于粉尘侵害的规则,工作间应有良好的通风设备或使用有效的呼吸用保护器具,工作前先开启抽风,工作结束35min才准关闭风机。3)为防止发生触电,焊机的金属外壳必须有牢固的单独接地线;设备的高压部分的防护装置及
11、信号装置应完好,并经常检查其安全可靠性。HJ24)为防止眼部发炎和皮肤烧伤,请务必遵守劳动安全卫生规则,佩戴相应的防护用具。5)定期检查焊枪手柄,必须保证绝缘良好。6)设备通电后,人体不得接触带电部分。7)搬运和使用CO2气瓶应遵守气瓶安全管理规定。8)调整安装电极或修理焊机,必须切断电源后才能进行。9)当CO2气瓶需释放高压(15MPa)气体时,操作者应站在瓶嘴侧面或后面,同时应避开场内其他人员。HJ210)工作结束后,应可靠切断电源、气源;清除场地内可能保留的着火物并清扫工作场地。11)除非有特殊需要,检修一定要在切断配电箱电源,确保安全的前提下进行。如不遵守上述原则,有可能导致触电、烧伤
12、等事关人身安全的重大事故。HJ2二、防止机器烧损和火灾类事故发生1)将焊接电源与墙壁保持20cm以上的距离,与可燃性物品保持500cm以上的距离,防止因过热引发的火灾和机器烧损。2)切忌使火花(飞溅,闪光)溅到可燃性物品上,或从吸气口、敞开口部位进入内部,防止由火花引发的火灾事故及机器烧损。3)在架台上安装焊机时,为确保安全,防止焊机滑落,应用地脚螺栓固定(以防止气瓶摔倒),防止因摔落引起的磕碰和机器损坏。4)必须认真阅读使用说明书并根据说明书正确使用设备。HJ2三、CO2焊机操作规程1)操作者必须持电焊操作证上岗。2)打开配电箱开关,电源开关置于“开”的位置,供气开关置于“检查”位置。3)打
13、开气瓶盖,将流量调节旋钮慢慢向“OPEN”方向旋转,直到流量表上的指示数为需要值。4)焊丝在安装中,要确认送丝轮的安装是否与丝径吻合,调整加压螺母,视丝径大小加压。HJ25)将收弧转换开关置于“有收弧”处,先后两次将焊枪开关按下、放开进行焊接。6)焊枪开关“ON”,焊接电弧产生,焊枪开关“OFF”,切换为正常焊接条件的焊接电弧,焊枪开关再次“ON”,切换为收弧焊接条件的焊接电弧,焊枪开关再次“OFF”,焊接电弧停止。7)焊接完毕后,应及时关闭焊接电源,将CO2气源总阀关闭。8)收回焊把线,及时清理现场。9)定期清理机上的灰尘,用空压机或氧气吹净机芯的积尘物,一般清理时间为一周一次。HJ2四、C
14、O2焊操作禁忌(1)不允许用普通H08A焊丝CO2气体是一种氧化气体,在电弧高温的作用下分解出原子氧,具有很强的氧化性,能使焊缝中大量的合金元素烧损,同时,还能使飞溅增加,气孔倾向增大。而普通H08A焊丝中仅含有少量合金元素,无法弥补焊缝中被烧损的合金元素,焊缝的力学性能下降。因此,CO2焊应该选择含有足够的锰和硅等脱氧元素的焊丝,方能减少金属飞溅,保证焊缝具有较高的力学性能和抗裂性能。HJ2(2)焊丝中硅和锰的含量不宜过高CO2焊常采用Si和Mn联合脱氧,其效果极佳。但是加入焊丝中的Mn和Si元素,由于在焊接中一部分直接氧化和蒸发掉,一部分消耗于FeO的脱氧,还有一部分则留在焊缝中作为补充合
15、金元素,所以要求焊丝要含有足够的Si和Mn,且比例要合适。如果将Si和Mn含量过高,则会降低焊缝金属的塑性和冲击韧度,降低焊缝的力学性能。HJ2(3)不宜采用大颗粒滴状过渡当焊丝直径大于1.6mm、电流小于400A时,CO2焊的熔滴为大颗粒滴状过渡,其尺寸大小不仅取决于表面张力与重力的平衡。图5-8CO2焊滴状过渡HJ2(4)不宜采用潜弧射滴过渡潜弧射滴过渡是介于滴状过渡和短路过渡间的一种过渡形式,由于焊接电流较大、电弧电压较低,电弧能够潜入熔池凹坑中,使母材熔深增加,飞溅显著下降,焊接过程比较稳定,生产中有时被应用于中、大厚板的水平位置焊接。但是需要注意的是,潜弧射滴过渡虽然具有上述优点,但
16、是也存在不可忽视的问题。即潜弧射滴过渡的熔深大,焊缝深而窄,余高大,成形不够理想,热裂倾向也很大。所以CO2焊不适宜采用潜弧射滴过渡,如图5-9所示。HJ2图5-9CO2焊潜弧射滴过渡HJ2(5)不能焊接非铁金属CO2焊是利用CO2作为保护气体的一种熔化极电弧焊方法。由于CO2气体在高温时具有强烈的氧化性,在焊接低碳钢和低合金钢时,必须采用Si-Mn联合脱氧,再适量添加Cr、Mo、V等强化元素来消除氧化的后果。但是,对于容易氧化的非铁金属如Cu、Al、Ti等,在氧化后目前尚未找到恰当的工业方法还原,因此不能采用CO2焊。(6)不宜焊接不锈钢CO2焊由于具有成本低、抗氢气孔能力强、适合薄板焊接、
17、易进行全位置焊接等优点,广泛应用于低碳钢、低合金钢的焊接。但是,CO2气体分解后生成的C对于不锈钢焊缝有增碳作用。而C是造成晶间腐蚀的主要元素,C与Cr化合生成碳化铬,造成奥氏体边界贫铬,使不锈钢的抗晶间腐蚀能力降低,所以生产中很少使用CO2焊焊接不锈钢。HJ2(7)不宜采用陡降外特性的焊接电源CO2焊在等速送丝的条件下,必须依靠电弧自身调节作用,才能达到恢复稳定状态的目的。电弧恢复速度的快慢与电流变化值大小有直接关系。如电流变化值越大,电弧自身调节作用就越强,电弧恢复速度就越快。当电弧长度变化相同时,不同的外特性曲线所引起的电流变化值是不同的。HJ2图5-10焊接电源外特性与电弧自动调节作用
18、1平硬外特性曲线2缓降外特性曲线3陡降外特性曲线HJ2(8)焊接用CO2气体的纯度不宜低于99.5%液态CO2来源广,价格低,但是气体中含水量较高而且不稳定,随着CO2气体中水分的增加,即露点温度提高,则焊缝中的含氢量也增加,使其塑性显著下降,致密性也会受到一定的影响。因此,当焊缝质量要求较高时,必须尽量降低CO2气体中的含水量,减少氮气以保证CO2气体的纯度不低于99.5%。(9)不能使用交流电源由于CO2焊交流电源焊接的电弧不稳定,金属飞溅比较严重,所以,CO2焊必须使用直流电源,通常采用弧焊整流器,并要求焊接电源具有平硬外特性,这是由CO2电弧静特性和电弧自身调节作用所决定的。HJ2(1
19、0)电弧电压与焊接电流不宜超出匹配范围电弧电压是焊接参数中的关键参数。在一定的焊丝直径和焊接电流下,电弧电压若过低,则电弧引燃困难,焊接过程也不稳定。如果电弧电压过高,熔滴将由短路过渡转变成大颗粒过渡,则焊接过程也不稳定。因此,只有电弧电压与焊接电流匹配合适时,焊接过程才能稳定。飞溅也小,焊缝成形良好,如图5-11所示。HJ2图5-11合适的电弧电压与焊接电流范围HJ2(11)直径大于1.6mm的焊丝不能采用短路过渡短路过渡具有焊丝细、电压低、电流小、适合全位置焊,尤其对薄板焊接很适宜的优点,因而在CO2 焊的工艺中,应用最为广泛。但是,焊丝直径增大时,飞溅的颗粒尺寸增大,其数量也相应增多,特
20、别是当焊丝直径大于1.6mm时,若再采用短路过渡的形式,则飞溅倾向趋于严重,所以生产中不能采用。(12)不可忽视焊丝伸出长度上的电阻热短路过渡焊接主要用于细焊丝,因此,在焊丝伸出长度上产生的电阻热便成为不可忽视的问题。如果焊丝伸出长度过大,则焊丝会因为过热而成段熔断,使喷嘴至焊件间的距离增大,对熔池会失去保护作用,同时飞溅也增大,致使焊接无法正常进行。但焊丝伸出长度也不能过小,否则会使喷嘴与焊件距离缩短,喷嘴易被飞溅堵塞。所以,一般情况下,焊丝伸出长度为焊丝直径的10倍,以515mm为宜。HJ2(13)CO2气体流量不宜过大对于CO2气体的流量,应根据对焊接区的保护效果来确定。通常采用细丝焊时
21、,气体流量为515L/min;粗丝焊时,气体流量约为20L/min。如果焊接电流增大,焊接速度加快,焊丝伸出长度也较大,或者是在室外作业时,应加大气体流量,以使保护气体有足够的挺度和良好的保护效果。但是,不能无限度地增大气体流量,因为气体流量过大,会将空气卷入焊接区,氧气和氮气会侵蚀焊缝金属,容易产生气孔和氧化等缺陷,降低CO2气体对熔池的保护作用。所以CO2气体流量不能过大,应适量为宜。HJ2(14)焊件厚度大于6mm不能采用向下立焊向下立焊具有焊缝成形美观、熔深较浅特点,较适用于厚度小于6mm的焊件焊接。而对于厚度较大的焊件,由于向下立焊时的熔深太浅,无法保证焊件焊透,所以不能采用向下立焊
22、,可采用向上立焊的操作方法。(15)向下立焊时焊枪不宜做橫向摆动向下立焊时,由于熔池处于垂直位置,液态金属会下淌,如果焊枪再做橫向摆动,则电弧无法托住熔池中的液态金属,造成金属溢流,焊缝很难成形。同时,还会产生咬边、未焊透及焊瘤等缺陷。所以,为了控制好熔池中液态金属不流淌,一般情况下应采用细丝短路过渡和较小的热输入。焊接中,焊枪应始终指向熔池,电弧应对准熔池,千万不能做橫向摆动,利用电弧吹力将熔池托住,以获得良好的焊缝成形。HJ2(16)向上立焊焊枪不宜做直线式运动向上立焊的方法具有熔深大、容易操作的特点,特别适合大厚度焊件的焊接。操作时,焊枪可有两种运动方式,即直线式和摆动式。如果焊枪采用直
23、线式运动,焊缝呈凸起状,成形不良,还会出现咬边现象。特别是多层焊时,易产生未焊透。所以,焊接时不宜采用大焊接参数,更不宜采用直线式运动方式。焊枪应根据板厚适当地调整运动方式,在均匀摆动情况下快速向上移动。另外,大焊脚焊接时,应在焊道中心部分快速移动,而在两侧稍做停顿,摆线不允许向下弯曲,方能避免液态金属流淌和产生咬边。HJ2(17)不宜采用仰焊位置CO2焊仰焊时,熔池中液态金属容易下坠而形成凸形焊缝,甚至流淌。另外,焊工所处的位置难以稳定操作,再附加焊枪重量和电缆的重量,都增加了操作的难度。要想形成较好的焊缝,焊工必须严格掌握焊接参数及操作要领,因此,一般情况下尽可能避免仰焊。(18)CO2气
24、瓶中气压降至1.5MPa以下禁止继续使用当气瓶中液态CO2用完后,气体的压力将随气体的消耗而下降。在压力降至1MPa以下时,CO2中所含的水分将增加1倍以上,如果继续使用,焊缝容易生成气孔。所以,若焊接对水比较敏感的金属,瓶内气压降至1.5MPa以下时必须停止使用。HJ2(19)焊工不可忽视持枪姿势由于CO2焊枪比焊条电弧焊焊钳重,而且后面拖着一根沉重的送丝导管,焊工操作时感到很吃力。为了能长时间坚持生产,焊工应用身体的某一部分来承担焊枪的重量,使手臂能处于自然状态。手腕能灵活地带动焊枪平移或转动,焊接中既不感到太累,又不感觉别扭,同时又能稳定地进行焊接。所以,每个焊工都不能忽视持枪的姿势,应
25、视焊接位置来确定正确的持枪姿势。HJ2(20)推丝式焊枪不宜采用直径小于1mm的焊丝CO2半自动焊多采用推丝式焊枪,这种焊枪结构简单、轻便,操作和维修都方便。但是,焊丝送进的阻力较大。随着软管的加长,送丝的稳定性变差,特别是对较细又较软的焊丝,这种问题更为显著。所以,推丝式焊枪只能适用于直径大于1mm的焊丝,且送丝软管不能太长或扭曲,焊枪的操作范围应在24m。(21)拉丝式焊枪不能采用粗焊丝拉丝式焊枪的结构是焊枪与送丝机构合为一体,没有软管,送丝阻力小,速度均匀稳定,但是焊枪结构复杂。如果采用粗焊丝,会增加焊枪的重量,增大焊工的劳动强度,同时也给焊工操作带来不便。所以,只适用细焊丝(直径为0.
26、50.8mm),不宜采用粗焊丝。HJ2(22)CO2气瓶禁止靠近热源和在日光下暴晒焊接用CO2通常是将其压缩成液体储存于气瓶内,以供焊接使用。CO2气瓶的满瓶压力为57MPa,压力较大,而且气瓶内的压力还与外界温度有关,如果CO2气瓶放置在距热源很近的地方,或置于烈日下暴晒,则气瓶内的压力随着外界的温度升高而增大,最后可能发生爆炸。所以CO2气瓶不允许靠近热源和在日光下暴晒,应放置于通风良好和阴凉的地方。(23)不可忽视CO2焊的飞溅问题CO2焊的主要问题是飞溅,这是由CO2气体的性质所决定的,大量的飞溅,不仅浪费焊接材料,又溅污焊件表面,同时也影响焊缝外观质量,还增加辅助工作量。更重要的是易
27、造成喷嘴堵塞,若飞溅的金属颗粒沾在导电嘴上,会阻碍焊丝正常送进,造成焊接过程的不稳定。因此,CO2焊必须重视飞溅问题,尽量降低飞溅的不利影响。如可以采用含锰、硅脱氧元素的焊丝,选用直流反接,调节焊接回路的电感值,选用正确的焊接参数等。HJ2(24)CO2焊机禁止在某些场合安置1)焊机禁止安置在阳光暴晒、雨淋、潮湿、灰尘较多的地方。2)焊机安装的场地禁止有斜坡、封闭的空间。(25)CO2焊供电网路的容量不宜过小如果CO2焊供电网路的容量太小,一些大型设备在起动时,会引起网路电压的急剧下降,或业余加班时电压猛增,造成供电的混乱状态。所以,供电网路的容量应适当。同时,一个电源开关只能接一台焊机,配电
28、盘上每个开关中的熔丝必须与指定焊机的容量一致,不能过大。HJ2(26)CO2焊设备中所用电缆不宜过长CO2焊机与配电盘的开关间连接的电缆如果过长,会使电缆的电压降增大,而降低焊机的使用性能。多余的电缆也不能盘绕成卷使用,否则,会引起焊接过程不稳定。所以,CO2焊设备中所用的电缆不宜过长。HJ2规程,盲目施焊,可能造成焊工不必要的伤害。所以,焊工工作时应注意以下问题:1)焊工在安装CO2气体流量计和减压阀时,不能站在瓶口的正面,否则高压CO2气流会直接吹击人体,造成伤害。2)焊工不能在密闭的场地施焊,因为CO2气体保护焊会产生烟雾、一氧化碳、二氧化碳及金属粉尘。3)焊工操作时必须穿戴劳动保护用品
29、。(27)焊工在操作中应尽量避免烟雾及弧光CO2焊时,若不遵守安全操作HJ2(28)短路过渡焊电弧长度不宜太长短路过渡焊是CO2焊常用的过渡形式。这种形式不仅适用于平焊,也适用于其他位置的焊接。短路过渡焊电弧长度应适宜,如果电弧长度太长,则熔滴悬挂时间延长,熔滴在斑点压力的作用下,随着电弧飘摆,形成大滴过渡,从而影响了电弧的稳定性。所以,短路过渡焊的电弧长度不能太长。HJ2(29)短路过渡焊不可以使用无电抗的电源短路过渡焊时引起飞溅的主要原因有两方面,一方面是由熔入金属的FeO与C元素作用生成CO气体并急剧膨胀而发生剧烈爆炸;另一方面是短路过渡后电弧再引燃时产生的对熔池的过大冲击力使液体金属溅
30、出。如果在短路过渡焊接中,不采用电感电源,这种飞溅将无法控制,严重影响焊缝的质量。所以,在焊接回路内应该串联可调的直流电抗器(0.010.8mH),用以限制短路电流上升速度和短路电流峰值的大小,使熔滴能够柔顺地与熔池汇合,并使缩颈发生在焊丝与熔滴之间,从而大大减少飞溅,改善焊缝成形。HJ2(30)焊接回路电感值的大小不宜超出规定范围焊接回路电感值的大小对焊接质量有着直接影响,对于焊接过程能否顺利进行起着决定性作用。如电感值过小,焊接中会产生大量的小颗粒飞溅;电感值过大,液体金属过桥难以形成,面且不易断开,会产生大颗粒的飞溅,严重时,造成焊丝固体短路,或焊丝大段熔断,焊缝成形困难,甚至中断焊接过
31、程。因此,CO2短路过渡焊时,必须选择正确的回路电感值,焊接回路电感值推荐范围见表5-1。HJ2表5-1焊接回路电感值推荐范围HJ2第三节CO2焊设备的维护保养HJ2一、一级技术保养1)检查焊机输出接线规范、牢固,并且出线方向向下接近垂直,与水平夹角必须大于70。2)检查电缆连接处的螺钉紧固,平垫、弹垫齐全,无生锈、氧化等不良现象。3)检查接线处电缆裸露长度是否小于10mm。4)检查焊机机壳接地是否牢靠。5)检查焊机电源、母材接地是否良好、规范。HJ26)检查电缆连接处要可靠绝缘,用胶带包扎好。7)检查电源线、焊接电缆与电焊机的接线处屏护罩是否完好。8)检查焊机冷却风扇转动是否灵活、正常。9)
32、检查电源开关、电源指示灯及调节手柄旋钮是否保持完好,电流表、电压表指针是否灵活、准确,表面清楚无裂纹,表盖完好且开关自如。10)检查CO2气体有无泄漏。11)检查焊机外观是否良好、有无严重变形。12)检查CO2焊枪与CO2送丝装置连接处内六角螺母是否拧紧,CO2焊枪HJ2是否松动。13)检查CO2送丝装置电缆及气管是否包扎并固定好。14)检查CO2送丝装置矫正轮、送丝轮磨损情况并及时更换。15)检查焊枪有无破损、上下罩壳是否松动影响绝缘,罩壳紧固螺钉是否松动、与电缆连接牢固导电良好。16)每周彻底清洁设备表面油污一次。17)每半月对焊机内部用压缩空气(不含水分)清除一次内部的粉尘(一定要切断电
33、源后再清扫)。HJ2二、二级技术保养按照“日常维护”项目进行,并增加下列保养工作。1)检查各线路及零附件是否完好。2)检查熔丝是否符合要求,如发现已氧化、严重过热、变色应更换熔丝。3)检查电流调节装置,应符合调节范围的要求。4)检查设备各部分润滑情况。HJ2为了充分发挥焊机的性能,保证安全作业,日常的检修也非常关键。日常检修时,以检查焊机外壳、操作控制面板为重点,依次检查以下各部位有无损坏或失灵。(1)焊接电源焊接电源的检修要点见表5-2。(2)焊接用焊枪焊枪的检修要点见表5-3。(3)送丝机送丝机的检修要点见表5-4。(4)电缆类电缆的检修要点见表5-5。(5)电源内部的除尘拆掉焊接电源的两
34、个侧板和顶盖,用除去水气的压缩空气(干燥空气)将电源内堆积的飞溅物和尘土吹净。HJ2表5-2焊接电源的检修要点HJ2(6)焊接电源整体及周围的检修以检查气味、变色、发热迹象和内部连接是否牢靠为主,重点检查在日常检修中未尽之处。(7)电缆对输出端电缆、输入端电缆及接地线的检修,需在日常检修内容的基础上深入细致地进行。(8)消耗元件的检修、维修输入主电路中使用的交流接触器和印制电路上的继电器等,是分别经“接点”来完成电路的通、断,在电气上和机械上均有一定使用寿命。由于用户使用情况不同,上述元件实际用寿命不能一概而论。因此,在定期检修时,应将其看作一种消耗元件加以检修和维护。HJ2表5-3焊枪的检修
35、要点HJ2表5-3焊枪的检修要点HJ2表5-4送丝机的检修要点HJ2表5-5各类电缆的检修要点HJ2第四节常用CO2焊机的故障排除HJ2一、国产NB350型晶闸管控制半自动CO2焊机NB350型晶闸管控制半自动CO2焊机主要由焊接电源、HW35送丝装置和QTB350A焊枪等部分组成。该焊机的技术数据见表5-6,操作面板和控制器的组成如图5-12、图5-13所示。HJ2 图5-12NB350型晶闸管控制半自动CO2焊机的操作面板1供气开关2电源指示灯3报警指示灯4丝径转换开关 5收弧转换开关6收弧电流调节器7收弧电压调节器HJ2 图5-13NB350型晶闸管控制半自动CO2焊机的遥控器1手动送丝
36、开关2焊接电流调节器3焊接电压调节器HJ2表5-6NB350型晶闸管控制半自动CO2焊机的技术数据HJ21.焊机的安装1)电源的电压、开关和熔丝的容量,必须符合焊机铭牌上的要求。2)焊接电源的导电外壳必须可靠接地,地线截面必须大于12mm2。3)用电缆将焊接电源输出端的负极和工件连接,将正极与送丝机连接,CO2焊通常采用直流反接,如果用于堆焊,最好采用直流正接。4)连接流量计至焊接电源及焊接电源至送丝机处的送气管。5)连接预热器。6)连接焊枪与送丝机。7)连接焊接电源至供电电源开关间的电缆。HJ22.焊机的操作该焊机操作简便,其具体的操作步骤如下:1)接通三相电源配电箱的总开关。2)接通焊机的
37、电源开关。把焊枪开关置于断开的位置上,把供气开关置于“焊接”的位置上。检查,接通焊接电源开关。此时若电源指示灯亮,则说明电源能正常工作;若异常指示灯亮,则表示电源内出现异常状况,需检查维修。观察冷却焊接电源用的风扇转动是否正常。HJ23)调节气体流量。将焊机操作面板上的供气开关扳到“检查”的位置上。旋转CO2瓶阀上的手轮,开启阀门,转动减压流量调节器的手轮,放出CO2气体,放气23次。调节气体流量达到所需要的值。把供气开关扳回“焊接”的位置上。HJ24)装入焊丝。把焊丝盘套入轴上,并装好轴销,防止焊丝脱落。用手钳把焊丝端部弄成直线,且端头避免成锐角,焊丝穿过矫直装置和加压装置,送进焊枪弹簧软管
38、的输入口。检查矫直轮和弹簧软管输入口中心位置是否一致。5)焊丝加压。把焊丝嵌入给送滚轮的沟槽中,扳动焊丝手柄对焊丝加压。根据要求,调整弹簧压力,调整施加于焊丝的压力。HJ26)焊丝矫直。根据焊丝粗细调整焊丝矫直量。调整后将矫直轮固定螺母拧紧。7)焊丝通过焊枪。检查导电嘴的孔径是否和焊丝直径匹配。将控制面板上的丝径转换开关置于正确的焊丝直径挡位上。松开导电嘴和喷嘴。按下遥控盒上的焊丝点动按钮,开始送丝,送丝速度可通过旁边的焊接电流调节器进行调节(直径细的焊丝容易折断,应放慢送丝速度),直到焊枪头处露出1520mm焊丝,再松开。HJ28)调节焊接电流和电弧电压。9)调节收弧电流和收弧电压 若焊接过
39、程中需要有收弧控制,则将收弧转换开关置于“有”的位置,否则,置于“无”的位置。若有收弧控制,则通过遥控盒上的收弧电流调节器和收弧电压调节器进行收弧电流和收弧电压的调节。HJ210)焊接。当处在有收弧控制工作状态下时,焊枪开关有两次按下、放开的动作。第一次按下焊枪开关,引弧、输气、通电、送丝,当焊接电弧稳定燃烧之后,松开焊枪开关,进行焊接,此时的焊接电流和焊接电压由遥控盒上的焊接电流调节器和焊接电压调节器进行调节;第二次按下焊枪开关时,降低送丝速度,降低焊接电压及焊接电流,填满弧坑,此时的焊接电压、焊接电流由收弧电流调节器和收弧电压调节器进行调节;当弧坑填满之后松开焊枪开关,之后回烧焊丝端、停止
40、焊接。当处在无收弧控制工作状态下,按下焊枪开关,输气、通电、送丝,焊接工作进行,焊接时要始终按住焊枪开关;松开焊枪开关,停丝、断电、停气,焊接工作停止。11)焊接过程结束后,将电源开关和气瓶阀关闭。HJ23.焊机常见故障及排除方法CO2设备故障的判断一般采用直接观察法、表测法、示波器波形检测法和新元件代入等方法。故障的排除步骤一般为:从故障发生部位开始,逐级向前检查整个系统,或相互有影响的系统或部位;还可以从易出现问题的、经常易损坏的部位着手检查,对于不易出现问题的、不易损坏的,且易修理的部位,再进一步检查。NB350型CO2气体保护焊机的常见故障及排除方法见表5-7。HJ2二、日本大阪X系列
41、CO2半自动气体保护焊机日本大阪变压器(株式会社)研制和生产的X系列晶闸管式熔化极气体保护半自动焊机,有三种规格,即X-200PS、X-350PS和X-500PS,各种焊机的工作原理基本相同。该系列焊机主要用于CO2焊,也可用于其他的MAG/MIG焊,焊机的使用范围较广。下面以X-500PS型焊机为例,对该系列焊机作进一步说明1.焊机的特点和主要技术参数HJ2(1)焊机的特点1)采用独特的模拟负载控制电路,焊接参数不受负载变化的影响,同时,对输入电压、环境温度等变化具有较强的补偿能力。2)焊机控制电路中的同步脉冲产生电路设计巧妙,同步点稳定、可靠、具有较强的抗网络电压波形畸变的能力。3)焊机设
42、置有节能电路。4)调节焊接参数十分方便。5)该机具有填弧坑和焊接时焊丝头部去小球功能,因而,无需剪断焊丝端头,就能顺利地引弧,并且再次引弧的成功率很高。6)焊机维修简单。HJ2(2)焊机的主要技术参数焊机的主要技术参数见表5-8。表5-8X-500PS型焊机的主要技术参数HJ22.焊机的主要结构及其作用该焊机主要由三部分组成:CPZX-500型焊接电源;CM-231型送丝机构;WTC-5002焊枪。由焊接电源引出的遥控盒附带有3m长的电缆。从送丝电动机引出的焊枪也附带有3m长的综合电缆,该电缆具有导电、输气、送丝和连接控制线的功能。该机各部分之间连接方便,使用灵活。全部印制电路板都安装在焊接电
43、源箱的内部。下面对焊机各主要部分及其作用进行简要介绍。(1)焊接电源采用平外特性电源,能够提供可调的焊接电压和可变输出电流。电源主要由主变压器、晶闸管整流器、平衡电抗器、直流输出滤波电抗器、接触器、冷却风扇、控制电路等组成。印制电路板全部安装在电源箱内,各印制电路板的功能见表5-9。各印制电路板都有独立的功能,有利于设备的调试与维修。HJ3表5-9印制电路板的主要功能HJ3(3)焊接参数遥控盒装有电流、电压调节电位器,用来远距离调节焊接电流和电弧电压。有点动控制送丝机构。(4)焊枪焊枪具有送气、送丝和输电的功能。半自动CO2焊枪一般采用鹅颈式焊枪,主要零部件有导电嘴、喷嘴、绝缘体、连杆、鹅颈管
44、、焊把、手把开关、综合电缆(含气管、弹簧软管、焊接电缆线及控制电线)、导管和导管套等。(2)送丝机构在控制电路的作用下,可自动输送焊丝。主要零部件有送丝电动机、电磁气阀、减速箱、送丝轮、矫正轮、压紧手柄和控制电缆等。(5)流量计流量计具有预热、减压和调节CO2气体流量的作用。主要零部件有加热装置、高压室、低压室、压力表、调压手柄、外表管、内表管、浮子和流量调节旋钮等。HJ33.使用注意事项为使焊机安全和高效率的使用,应注意定期检查与维修。检查时,应注意切断一次侧的供电电源。带电检测时要注意安全。检查时应注意以下几个方面。(1)导电嘴1)导电嘴长度与喷嘴长度相等或比喷嘴短23mm为宜。2)导电嘴
45、内孔磨损较大时应更换,以保证电弧稳定。3)导电嘴必须拧紧(使用者需配备相应工具)。4)焊接时保证焊丝干伸长度,以保证焊接质量。HJ3(2)喷嘴1)使用时一定要拧紧,以防止漏气和电弧长度的变化。2)及时清理飞溅物,但不能用敲击的方法。3)保证与导电嘴的同轴度,以避免乱流、涡流。(3)气筛焊接时必须使用,可以使出气均匀;防止喷嘴与导电嘴粘连;保护喷嘴接头。破损时必须及时更换。HJ3(4)枪管1)安装时必须到位,用4mm内六角扳手拧紧。2)绝缘套管完好无损,若破损应及时处理。(5)送丝管1)长度符合要求,不宜过短。2)要定期检查送丝阻力,及时清理、除尘,可用敲打法和揉搓法、拉丝法。3)老化造成送丝不
46、稳时,不能加油进行润滑,应及时更换。HJ3(6)焊枪1)与送丝机的安装位置正确,用6mm内六角扳手拧紧。2)气管接头用扳手轻轻拧紧。3)焊接时弯曲半径不能小于300mm,否则供气和送丝会受影响。4)严禁用焊枪拖拽送丝机。HJ3(7)焊接电缆1)焊接回路中所有连接点牢固,不得虚接和松接。2)保证电缆截面积与焊机最大电流匹配,不能用钢、铁条代替。3)加长电缆线时不能盘绕,以防止产生电感。(8)送丝机1)送丝轮槽径、焊接电源面板上丝径选择、手柄压力与焊丝直径对应。2)焊接电流符合焊丝直径允许使用电流范围。3)移动时避免冲击,以免造成机架变形、损坏,不要拉动焊枪移动。HJ3(9)供气系统1)使用CO2
47、气体时,流量计应该加热(设备自带功能),刻度管与水平面垂直。2)气体流量根据电流确定,一般在1525L/min。3)气瓶必须直立固定,一定不要使气瓶摔倒,否则会损坏流量计。4)供气管路任何部位不应有气体泄漏现象。HJ3(10)其他1)检查有无异常的振动、响声和气味。2)检查电缆接头处有无异常发热现象。3)检查风机旋转是否均匀。4)检查开关动作是否良好。5)注意检查和清理送丝轮的沟槽。6)检查焊丝矫正轮等送丝通路上有无油污及灰尘。7)长期使用后应用压缩空气清理焊枪电缆内的弹簧管。HJ38)随时清除喷嘴及导电嘴上的飞溅金属,如发现其表面烧伤应立即更换。9)导电嘴内孔磨损而引起导电不良时,应立即更换
48、。10)焊机每使用36个月后进行如下检查:检查电气连接的部分,如检查焊机的输入端和输出端电缆接头处的紧固螺钉是否发生松动、生锈等接触不良现象。检查有无绝缘破坏等方面的问题。检查连接焊机外壳的接地线是否安全接地。清除焊机内部的灰尘。另外,要拆下焊机的前面板,查看各控制继电器的触点是否烧伤。如发现触点明显烧伤,则要更换。HJ34.焊机的常见故障和处理方法X系列CO2半自动气体保护焊机的常见故障及排除方法见表5-10。HJ3三、日本松下KR系列CO2半自动气体保护焊机KR系列CO2半自动气体保护焊机是日本松下(株)生产的一种新型焊机。我国唐山松下产业机器有限公司也生产该系列的焊机,国内其他一些焊机制
49、造商也有类似的产品。本系列焊机在国内具有较高的市场占有率,主要用于CO2气体保护半自动焊接,也能进行其他的MAG/MIG焊。该系列焊机有三种规格,即YM-200KR1VTA、YM-350KR1VTA和YM-500KR1VTA。HJ31.焊机的特点和主要技术参数(1)焊机的特点1)从焊接电源至送丝机构,只采用了一根控制电缆,既减轻了焊机电缆的重量,又减少了控制线断线的可能性,且移动较为方便。2)控制电路采用了大量的模块和无触点开关,减少了电子元器件的数量,并将控制电路设计在一块控制板,因而大大提高了焊机工作的可靠性,且便于维修。3)焊接电源的体积减小,重量减轻,且焊机的防尘性能有明显提高4)焊机
50、的焊接电流、电压不仅可以独立调节,而且还可以进行简易一元化调节,方便用户使用。HJ3(2)焊机的主要技术参数KR系列焊机的主要技术参数见表5-11。表5-11KR系列焊机的主要技术参数HJ32.焊机的常见故障及处理方法KR系列CO2半自动气体保护焊机的常见故障及排除方法见表5-12。HJ3四、国产NB216IGBT逆变式CO2/MAG气体保护焊机该系列焊机主要用于汽车、摩托车、钢家具、文件柜、防盗门、防护栏等几乎所有厚度在0.84mm的低碳钢构件的全位置焊接;适用于直径0.8mm的实心焊丝。1.焊机的特点和主要技术参数(1)焊机的特点1)采用高电压引弧,引弧平稳,成功率高。2)采用独特的电弧电
