焊接設(shè)備基礎(chǔ)知識

時間：2024-09-07 10:22:59 電工/焊工

焊接設(shè)備基礎(chǔ)知識

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焊接設(shè)備基礎(chǔ)知識

　　焊接設(shè)備的組成

　　焊接設(shè)備包括焊接能源設(shè)備、焊接機頭和焊接控制系統(tǒng)。

　　1/焊接能源設(shè)備

　　用于提供焊接所需的能量。常用的是各種弧焊電源，也稱電焊機。它的空載電壓為60~100伏，工作電壓為25~45伏特，輸出電流為50~1000安。

　　手工電弧焊時，弧長常發(fā)生變化引起焊接電壓變化。為使焊接電流穩(wěn)定，所用弧焊電源的外特性應(yīng)是陡降的，即隨著輸出電壓的變化，輸出電流的變化應(yīng)很小。

　　熔化極氣體保護電弧焊和埋弧焊可采用平特性電源，它的輸出電壓在電流變化時變化很小。

　　弧焊電源一般有弧焊變壓器、直流弧焊發(fā)電機和弧焊整流器�；『缸儔浩魈峁┑氖墙涣麟�，應(yīng)用較廣。直流弧焊發(fā)電機提供直流電，制造較復(fù)雜，消耗材料較多且效率較低，有漸被弧焊整流器取代的趨勢。

　　弧焊整流器是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的直流弧焊電源，采用硅二極管或可控硅作整流器。60年代出現(xiàn)的用大功率晶體管組成的晶體管式弧焊電源，能獲得較高的控制精度和優(yōu)良的性能，但成本較高。

　　電阻焊的焊接能源設(shè)備中較簡單的是電阻焊變壓器，空載電壓范圍為1~36伏，電流從幾千到幾萬安。配用這種焊接能源設(shè)備的焊機稱為交流電阻焊機。其他還有低頻電阻焊機、直流脈沖電阻焊機、電容儲能電阻焊機和次級整流電阻焊機

　　2/焊接機頭

　　它的作用是將焊接能源設(shè)備輸出的能量轉(zhuǎn)換成焊接熱，并不斷送進焊接材料，同時機頭自身向前移動，實現(xiàn)焊接。手工電弧焊用的電焊鉗，隨電焊條的熔化，須不斷手動向下送進電焊條，并向前移動形成焊縫。自動焊機有自動送進焊絲機構(gòu)，并有機頭行走機構(gòu)使機頭向前移動。常用的有小車式和懸掛式機頭兩種。電阻點焊和凸焊的焊接機頭是電極及其加壓機構(gòu)，用以對工件施加壓力和通電。縫焊另有傳動機構(gòu)，以帶動工件移動。對焊時需要有靜、動夾具和夾具夾緊機構(gòu)，以及移動夾具焊接設(shè)備和頂鍛機構(gòu)。

　　3/焊接控制系統(tǒng)

　　它的作用是控制整個焊接過程，包括控制焊接程序和焊接規(guī)范參數(shù)。一般的交流弧焊機沒有控制系統(tǒng)。高效或精密焊機用電子電路、數(shù)字電路和微處理機控制。

　　焊接設(shè)備知識問答篇

　　1.什么叫焊接電源?

　　答：電焊機中，供給焊接所需的電能并具有適宜于焊接電氣特性的設(shè)備稱為焊接電源。

　　2.為什么對弧焊電源有特殊要求?有哪些要求?

　　答：為了保證焊接電弧穩(wěn)定燃燒和適應(yīng)各種焊接工藝要求，弧焊電源具有下列特殊要求：

　　〈1〉弧焊電源的靜特性(或稱外特性)——即穩(wěn)態(tài)輸出電流和輸出電壓之間的關(guān)系，有下降特性(恒流特性)和平特性(恒壓特性)。

　　A、焊條電弧焊、TIG焊和碳弧氣刨電源的外特性是下降(恒流)特性;

　　B、CO2/MAG/MIG電弧焊電源的外特性是平特性(恒壓特性)。

　　〈2〉弧焊電源的動特性——當(dāng)負載狀態(tài)發(fā)生瞬時變化時(如：熔滴的短路過渡、顆粒過渡、射流過渡等)，弧焊電源輸出電流和輸出電壓與時間的關(guān)系，用以表征對負載瞬變的反應(yīng)能力(即動態(tài)反應(yīng)能力)，簡稱“動特性”。

　　〈3〉空載電壓——引弧前電源顯示的電壓。

　　〈4〉調(diào)節(jié)特性——改變電源的外特性以適應(yīng)焊接規(guī)范的要求。

　　3.為什么電弧長度發(fā)生變化時，電弧電壓也會發(fā)生變化?

　　答：由弧焊電源的外特性所決定的，電弧越長，電弧電壓越高;電弧越短，電弧電壓越低。

　　4.為什么CO2焊接時，焊絲伸出長度發(fā)生變化時，電流顯示值也會發(fā)生變化?

　　答：焊絲伸出長度(即干伸長度)越長，焊絲的電阻量越大，由電阻熱消耗的電流越大，焊接電流顯示值越小，實際焊接電流也變小。所以焊絲伸出長度一般設(shè)定在12--20mm范圍內(nèi)。

　　5.為什么CO2/MAG/MIG焊接時，焊接電流和電弧電壓要嚴(yán)格匹配?

　　答：CO2/MAG/MIG焊接時，調(diào)節(jié)焊接電流—即調(diào)節(jié)焊絲的給送速度;調(diào)節(jié)電弧電壓—即調(diào)節(jié)焊絲的熔化速度;很顯然，焊絲的熔化速度和給送速度一定要相等，才能保證電弧穩(wěn)定焊接。

　　〈1〉在焊接電流一定時，調(diào)節(jié)電弧電壓偏高，焊絲的熔化速度增大，電弧長度增加，熔滴無法正常過渡，一般呈大顆粒飛出，飛濺增多。

　　〈2〉在焊接電流一定時，調(diào)節(jié)電弧電壓偏低，焊絲的熔化速度減小，電弧長度變短，焊絲扎入熔池，飛濺大，焊縫成形不良。

　　〈3〉焊接電流和電弧電壓最佳匹配效果：熔滴過渡頻率高，飛濺最小，焊縫成形美觀。

　　6.什么叫電弧挺度?

　　答：在熱收縮和磁收縮等效應(yīng)的作用下，電弧沿電極軸向挺直的程度。

　　7.為什么焊接電弧有偏吹現(xiàn)象?

　　答：焊接過程中，因氣流的干擾、磁場的作用或焊條偏心的影響，使電弧中心偏離電極軸線的現(xiàn)象。

　　8.什么叫磁偏吹?

　　答：直流電弧焊時，因受到焊接回路中電磁力的作用而產(chǎn)生的電弧偏吹。通過改變接地線位置或減小焊接電流及改變焊條角度，能夠減弱磁偏吹的影響。

　　9.什么叫CO2電源電弧系統(tǒng)的自身調(diào)節(jié)特性?為什么CO2焊接用細焊絲?

　　答：等速送絲系統(tǒng)下,當(dāng)弧長變化時引起電流和熔化速度變化,使弧長恢復(fù)的作用成為電源電弧系統(tǒng)的自身調(diào)節(jié)作用。使用的焊絲直徑越細，電弧的自身調(diào)節(jié)作用越強，電弧越穩(wěn)定，飛濺越少。這就是CO2焊接用細焊絲的原理。唐山松下CO2焊機通過先進的控制技術(shù)，電弧的自身調(diào)節(jié)作用最好，性能最穩(wěn)定。

　　10.什么叫焊機的負載持續(xù)率?

　　答：負載持續(xù)率指焊接電源在一定電流下連續(xù)工作的能力。國標(biāo)規(guī)定手工焊額定負載持續(xù)率為60%，自動或半自動為60%和100% 。如：500KR2焊機在額定負載持續(xù)率60%時的額定電流是500A，在實際負載持續(xù)率100%(自動焊)時，其最大焊接電流≤387A。

　　11.什么叫焊槍的負載持續(xù)率?

　　答：指焊槍在一定電流下連續(xù)工作的能力。

　　〈1〉如：350KR焊槍在CO2焊接時額定負載持續(xù)率為70%，額定電流是350A;在實際負載持續(xù)率100%(自動焊)時，其最大焊接電流≤290A。而在MAG焊時，額定負載持續(xù)率為35%，在實際負載持續(xù)率100%時，其最大焊接電流≤207A。

　　〈2〉再如500KR焊槍在CO2焊接時額定負載持續(xù)率為70%，額定電流是500A;在實際負載持續(xù)率100%(自動焊)時，其最大焊接電流≤418A。而在MAG焊時，額定負載持續(xù)率為35%，在實際負載持續(xù)率100%時，其最大焊接電流≤296A。

　　12.什么叫正接法?

　　答：直流電弧焊時，焊件接電焊機輸出端的正極，焊槍(焊鉗)接輸出端的負極的接線法，叫“正接法”也稱正極性。

　　13.什么叫反接法?

　　答：直流電弧焊時，焊件接電焊機輸出端的負極，焊槍(焊鉗)接輸出端的正極的接線法，叫“反接法”也稱反極性。堿性焊條(結(jié)507等)、碳弧氣刨、CO2焊接均用反接法。

　　14.為什么直流TIG焊二次輸出回路接為直流正接?適合于哪些金屬材料的焊接?

　　答：直流正接時，鎢極為負極，陰極區(qū)發(fā)射電子，溫度低，鎢極不容易燒損，可以使用較大的焊接電流。適合焊接碳鋼、不銹鋼、銅、鈦及難熔活性金屬鉬、鈮、鉭等。

　　15.為什么焊接鋁、鎂及其合金要用交流TIG焊?

　　答：直流反接時，鎢極為正極，產(chǎn)生動能較大的陽離子，撞擊鋁、鎂及其合金表面的氧化膜，具有清潔作用;而鎢極為陽極區(qū)，溫度很高，鎢極嚴(yán)重?zé)龘p，不能使用較大的焊接電流進行正常焊接。采用交變的方波電源，正半波加熱工件，負半波清理氧化膜，實現(xiàn)了鋁、鎂及其合金的高質(zhì)量焊接。

　　16.什么叫起始電流(初期電流)?

　　答：在收弧“有”狀態(tài)下，按焊槍開關(guān)起弧的電流;松開焊槍開關(guān)轉(zhuǎn)入焊接電流。

　　〈1〉TIG焊接時，起始電流小于焊接電流，用于預(yù)熱和引導(dǎo)電弧和焊絲指向起焊處，松開焊槍開關(guān)轉(zhuǎn)入正常焊接。

　　〈2〉MIG焊鋁，起始電流大于焊接電流20—30A，減少起焊處的未熔合。

　　〈3〉MIG焊接不銹鋼和鋼，起始電流等于焊接電流。

　　17.什么叫收弧電流?

　　答：在收弧“有”狀態(tài)下，第二次按焊槍開關(guān)的電流;一般小于焊接電流40--60%，無論TIG/MIG/MAG/CO2焊接，均用于焊縫收尾處填滿弧坑，減少弧坑缺陷(如火口裂紋等)。

　　18.什么叫上升時間?

　　答：TIG焊時，起始電流到焊接電流的過渡時間。MIG焊時，基值電流到脈沖電流的時間。

　　19.什么叫下降時間?

　　答：TIG焊時，焊接電流到收弧電流的過渡時間。MIG焊時，脈沖電流到基值電流的時間。

　　20.什么叫脈沖焊接電流?