焊工工艺学(课本共73页55万字)

焊工工艺学(课本共73页55万字)内容摘要：

压保持不变。 因此这类电源外 9 特性是平的，如图 110曲线 3所示。 但这种电源不能使手弧焊电弧稳定燃烧，故它不能作为手弧焊电源。 为使电弧稳定燃烧（即使弧 ─ 源系统能稳定工作），要求手弧焊电源必须具有下降外特性。 因下降外特性曲线（图 110中 2）与电弧静特性曲线（图 110中 1）具有交点 A0，满足了弧 ─源系统中供求一致的要求，而且当某些原因（例如极间电离程度突然改变等情况）引起电流变化，破坏了电弧与电源之间供求平衡关系时，系统能自动的、迅速回到平衡状态。 焊接回路电流变化时，其电压动平衡方程式为： Uy ＝ Ua ＋ L dIa／ dt 式中 Uy ── 电源电压； Ua ── 电弧电压； L ── 焊接回路电感； Ia ── 焊接回路电流。 如因某些原因使回路电流减小到外特性曲线上 A1 点所对应的电流值时，由图19可以看出，这时 Uy1＞ Ua，则上式中 dIa/ dt＞ 0，电流将增加，直至恢复到原来 A0 点的电流值。 反之，如果电流偶然增大，如图中 A2 点所对应的电流值，则可见， Uy2＜ Ua， dIa/ dt＜ 0，电流将减小，直至恢复到 A0 点的电流值。 A0为某一弧长下弧 ─源系统的稳定工作点，即电弧能在 A0 点所决定的电流和电压值下稳定燃烧。 （三）弧焊电 源应具有适当的短路电流 Id 在引弧和焊条熔化向工件过渡时，经常会使弧焊电源处于短路状态。 如果短路电流过大，不但会使液体金属的飞溅增加，而且会引起弧焊电源过热以至烧坏。 相反，若短路电流太小，则难以造成足够的热电子发射，使引弧困难。 所以一般要求弧焊电源短路电流 Id＝（ ～ 2） Ia， Ia 为稳定工作点的电流。 （四）弧焊电源应能方便的调节焊接电流 为了焊接不同厚度和材料的工件，弧焊电源电流必 须可调。 一般规定受弧焊电源的电流调节范围为电源额 定电流的 ～。 手弧焊电源中 ,电流的调节是通 过改变弧焊电源外特性曲线位置来实现的。 如图 111 中 3为弧焊电源所调得的一系列外特性曲线，它和 电弧静特性曲线有一系列交点 A A A3，从而获得对 应的焊接电流 Ia Ia Ia3。 图 111 焊接电流调节原理 （五）弧焊电源应有良好的动态品质 由于在焊接过程中，弧长不断变化，并经常发生短路，故对弧焊电源来说，焊接电弧是一个动负载。 这就要求弧焊电源所供给的电压和电流能随着负载的改变而迅速改变，以保证电弧稳定燃烧。 弧焊电源 在负载变化过程中，其电流和电压的变化速度与规律决定于弧焊电源的动态品质。 动态品质好的弧焊电源，引弧容易，电弧 ―柔和 ‖，飞溅少。 对于弧焊变压器来说，因为它的电磁惯性小，其动态品质总能符合焊接要求。 而对直流焊接电源来说，因为电磁惯性较大，故动态品质就成为衡量直流电源质量的一个主要指标。 由此可见，手弧焊电源与一般电源不同，其特点是：具有焊接所需的空载电压和短路电流，其外特性是下降的，而且外特性可调，对直流弧焊电源还要求具有良好的动态品质。 二、手弧焊电源的型号编制和分类 （一）手弧焊电源的型号编制 10 图 112为手弧焊电源型号的编制次序及含义。 图 112 手弧焊电源型号的编制方法 图中派生代号是在基型产品所作的变动和产品的用途发生重大变化时采用，以汉语拼音字母顺序编排。 改进序号是当生产的产品在设计、工艺、材料有重大改进，并已导致产品结 项如不用时，其它各项应排紧。 如在特殊环境用的产品，在型号末位加注代表字母，如 T代表热带用， TH代表湿热带用， TA 代表干热带用， G代表 高原用，S 代表水下用。 表 1表 17 分别表示弧焊电源的附注特征及弧焊电源的系列序号。 表 16 弧焊电源的附注特征 ① 我国已于 1993年 6月 30日正式宣布为能耗高的淘汰产品。 表 17 弧焊电源的系列序号 （二）手弧焊电源的分类 11 供给电弧燃烧的电源可以是直流电源，也可以是交 流电源。 因此，手弧焊电源分为弧焊变压器、弧焊发电 机和弧焊整流器三大类。 1．弧焊变压器（交流弧焊机） 它是一种具有一 定特性的降压变压器，因输出的是 交流电，因此，又称谓交流弧焊机。 它具有结构简单、 价格便宜、使用方便、噪音较小以及维护容易的优点， 但电弧稳定较差。 这是一种常用的手弧焊电源。 图 1 13所示为 BX1330弧焊变压器。 为了获得下降外特性 ,弧焊变压器均设计成高感抗 , 利用感抗上的压降，使变压器获得下降特性。 获得高感 抗的方法，一般是在变压器的二次回路中串联电抗器或 图 113 弧焊变压器 靠增加变压器本身的漏磁来达到。 而设法调节此感抗值 1电源 2闸刀开关 3熔断器 4电源电缆线 就可以改变弧焊变压器的外特性，以调节焊接电流。 感 5细调电流手把 6地线接头 7焊钳 8焊条 9焊件 抗还起稳弧作用。 10电缆线 11粗调电流接线板 12电流指示盘 BX1型弧焊变压器是最常用的一种，它属于动铁芯 式增强漏磁类，图 114为其结构示意图。 一次绕组 W二次绕组 W2均是固定线圈，分置于 ―□‖字形固定铁芯 Ⅰ 两侧，两绕组间的活动斜铁芯 Ⅱ 是漏磁分路，相当于 电抗器的作用， 使弧焊变压器获得下降外特性。 通过前后移动活动铁芯（图 115）改变漏磁程度，调节焊接 电流。 当活动铁芯外移时，漏磁磁阻增大，漏磁通减小，焊接电流就增大；反之，铁芯 BX1型弧焊变压器 图 115 动铁芯移 结构示意图 动示意图 这类弧焊变压器结构紧凑，节省材料，重量轻，对活动铁芯作用的电磁力上下对称，故 振动较小，电弧稳定，电流变化与活动铁芯移动距离成线性关系，能均匀调节电流，适用于 中、小电流的焊接。 此类电源除动铁芯增强漏磁式 （ BX1 型）外，常见的还有多站弧焊变压器 (BP型 )、同体 式串联电抗器类（ BX2型）、动圈式增强漏磁类（ BX3型）、 抽头式弧焊变压器（ BX6型）等。 常用手弧焊变压器的技术特性如表 18。 2．弧焊发电机（直流弧焊机） 弧焊发电机由一台三相感应电动机和一台直流弧焊发电机 组成，又称为弧焊发电机。 图 116 所示是一种常用的旋转弧 12 焊机的外形，其型号为 AX1500。 旋转弧焊机的电弧稳定性好， 焊缝质量也较好。 但 其结构复杂、制造成本高，维修较困难； 图 116旋转弧焊机 使用时噪音大，因此仅使用于大车间或野外作业。 现在生产中仍在使用的直流弧焊发电机有 AX3 AX7500和 AX1500等，其主要技术特性如表 19。 表 18 常用手弧焊变压器的技术特性 表 19 目前仍常见到的直流弧焊发电机及主要技术特性 ① 据 JB147580编制的原型号， GB1024988无对应型号 13 3．弧焊整流器（整流弧焊机） 它是 电弧焊专用整流器，主要由三相降压变压器、磁饱和电抗器、整流器组、输出电抗器、通风机组及控制系统等组成。 图 117所示为 ZXG300弧焊整流器的外形。 与弧焊变压器相比，弧焊整流器的电弧稳定性好、使用时噪音小。 与弧焊发电机相比，它没有转动部分，具有噪音小、空载耗电少、节约材料、成本低、制造和维修容易等优点。 弧焊整流器是我国手弧焊机发展的方向。 用硅整流元件进行整流的弧焊整流器 图 117 弧焊整流器 称为硅弧焊整流器，它可分为动铁芯式、 动线圈式、磁放大器式、变换抽头式和多站式 五种。 用晶闸管作整流元件的称为晶闸管弧焊整流器，它具有节能、节材、结构简单、调节方便等优点，是当前我国推广使用的产品。 用晶体管控制的弧焊整流器称为晶体管弧焊整流器，它的优点是控制灵活、精确度高、可调参数多，但重量较大、成本高、维修较难，因此，只有在质量要求高的熔化极气体保护焊时才用。 近年来发展的逆变弧焊整流器体积小、重量轻、高效节能、有良好的动态品质，因而是具有发展前景的更新换代的产品。 表 110列出了几种不同的弧焊整流器的技术特性。 表 110 几种弧焊整流器的技术特性 14 4．手弧焊机技术参数 手弧焊机的技术参数主要有一次电压、空载电压、工作电压及额定焊接电流等。 （ 1）一次电压 一次电压是指手弧焊机接入网路时所要求的外电源电压。 一般弧焊变压 器的一次电压为单相 380V或 220V，弧焊整流器的一次电压为三相 380V。 （ 2）空载电压 它指手弧焊机没有负载（即无焊接电流）时的输出电压。 一般弧焊变压 器的空载电压为 50~80V；弧焊整流器的空载电压为 55~90V。 （ 3）工作。