氩弧焊工艺基础知识

氩弧焊工艺基础知识内容摘要：

到改善。 一般说来，焊丝末端固态金属熔球直径越大 ，熔球与工件相接触面积越大，电阻值越小，接触电阻热也就越小。 另外，固态金属熔球直径越大，焊丝伸出长度部分的热容量也就越大，焊丝与工件短路见图 1。 图 1 中 A 点附近焊丝的温度也就低。 而焊枪导电咀与焊丝的接触点 B 处电阻热较多，则易在 B 点附近过热爆断。 这时爆断的焊丝长度大于维持电弧燃烧的长度，所以电弧无法建立。 于是焊丝再短路，再爆断，如此反复几次直至被爆断的焊丝长度等于或小于维持电弧燃烧长度，电弧建立。 焊丝末端固态金属熔球直径小， A 点接触面积小，通过接触面的电流密度增加，电阻热增加。 另一方面，熔球尺寸小，热容量减少， 这使得焊丝易在 A 点附近过热爆断，爆断长度短，电弧易引燃。 3 结论 采用短路过渡规范参数收弧，可以减少焊丝末端固态金属熔球的直径，改善引弧性能。 该方法对焊机中的送丝电路和调节电源外特性电路改造简单，现场操作方便 易行，具有一定的推广 作者简介： 谢亚斌 (1965－ )，男，山西万荣县人，工程师，本科； 景德善 (1963－ )，男，山西临汾人，工程师，本科。 手工钨极氩弧焊 手工钨极氩弧焊 在焊接时为保护焊缝不被空气影响，常采用气体和熔渣联合保护。 当独使用外加气体来保护电弧及焊缝，并作为电弧介质的电弧焊，称为气体保护焊。 氩弧焊是采用氩气作为保护气体的一种气体保护焊方法。 在氩弧焊应用中，根据所采用的电极类型可分为非熔化极氩弧焊和熔化极氩弧焊两大类。 非熔化极氩弧焊又称为钨极氩弧焊，是一种常用的气体保护 焊方法。 焊接过程 钨极氩弧焊又称钨极惰性气体保护焊，它是使用纯钨或活化钨电极，以惰性气体 —氩气作为保护气体的气体保护焊方法，如图 425 所示。 钨棒电极只起导电作用不熔化，通电后在钨极和工件间产生电弧。 在焊接过程中可以填丝也可以不填丝。 填丝时，焊丝应从钨极前方填加。 钨极氩弧焊又可分为手工焊和自动焊两种，以手工钨极氩弧焊应用较为广泛。 图 425 钨 极 氩 弧 焊 图 426 氩弧焊焊接设备 1钨极； 2导电嘴； 3绝缘套； 4喷嘴； 5氩气流； 6焊丝； 7焊缝； 8工件； 9进气管 钨极氩弧焊的特点 钨极氩弧焊的优点是：由于焊缝被保护得好，故焊缝金属纯度高、性能好；焊接时加热集中，所以焊件变形小；电弧稳定性好，在小电流（＜ 10A）时电弧也能稳定燃烧。 并且，焊接过程很容易实现机械化和自动化。 缺点是：氩气较贵，焊前对焊件的清理要求很严格。 同时由于钨极的载流能力有限，焊缝熔深浅，只适合于焊接薄板（＜ 6mm）和超薄板。 为了防止钨极的非正常烧损，避免焊缝产生夹钨的缺陷，不能采用常用的短路引弧法，必须采用特殊的非 接触引弧方式。 氩弧焊主要被用来焊接不锈钢与其它合金钢。 同时还可以在无焊药的情况下焊接铝、铝合金、镁合金及薄壁制件。 自动埋弧焊机控制电路及其维修 (图 ) 摘要 :对焊机控制电路进行了分析 ,介绍了常见故障及处置办法 . 关键词 :自动焊。 埋弧焊机。 控制电路。 维修 前言 MZ11000A、 MZ11000B 型自动埋弧焊机由弧焊电源、机头 2 大部件组成。 根据电弧焊理论，电弧之所以能维持燃烧，主要原因是在焊丝的熔化过程中存在着自动调节过程。 对高质量要求的焊缝来说，仅依靠电弧的自身调节作用是不够 的。 目前，大多数埋弧焊机都采用了 “强迫调节 ”方式，这种方式是依靠外力改变送丝速度，使弧长在受扰动时 “强迫 ”弧长恢复。 电弧强迫调节系统，一般是采用电弧电压 Ua 作为反馈的变速送丝调节系统（采用电弧电压的原因是，它能间接反映出电弧长度而又容易取出）。 图 1 为电弧电压反馈送丝调节系统的原理框图。 这是一个闭环控制系统。 电弧电压采样，与给定值比较后的差值经放大去控制送丝电机，最后调节电弧的长度。 其调节过程可用图 2 来说明。 设电弧的原始工作点为 a 点，由于扰动弧长升高使工作点变化到 b 点，相应的电弧电压由Ua 升到 Ub，这一变量反馈到系统中，送丝电机加快输送焊丝，使弧长降低，工作点恢复到 a点。 反之，扰动使弧长变低（至 c 点）时，系统调节焊丝输送速度变慢，使弧长升高到原长度。 1 电路分析 自动埋弧焊机电气控制结构原理框图见图 3。 电路实际弧压反馈式送丝自动调节系统、小车调速控制及起动与停止控制 3 大部分。 弧压反馈式送丝系统 该系统的组成为图 3 虚线框内部 分，其中包括 “指令电压 ” 、 “采样 ” 、 “比较 ” 、 “换向 ” 、 “特性控制 ” 、 “触发 ”及晶闸管主电路等。 该部分的电气原理图如图 4 所示。 焊丝工作过程 按照焊机的一般工作要求 ,焊丝在起动前必须先调整到与工件微接触短路状态 (空载起弧时 ,先慢送丝 ,使空载刮擦后产生微接触 ).焊丝与工 件短路时 ,电弧电压为零 .之后送丝系统会控制送丝电机进行下面的工作过程 :快速反抽起弧 弧压升高 ,反抽速度逐步减慢下送 弧压继续升高至稳定值 ,送丝速度逐步增加至 V 送 =V 熔 . 信号处理 电路中 ,指令电压 、 “采样 ”与 “比较 ”等部分为信号处理环节。 电位器 RP*1 输出电弧电压手指令值 UgoUa 为电压实际值 ,通过电阻 R R R 、及二极管 VD6组成的 “采样 ”电路将 Ua 转换成反馈信号 Ufo指令电压 Ug 与反馈电压 Uf 在 RP*1﹑ R4 及 VC、 VD1 R6 等组成的电路中 “比较 ”即反向叠加后，在 a、 b 点及 c、 d 点输出 2 种信号 Uab 与 Ucd。 Uab﹑ Ucd 同 Ug﹑ Ua 的关系如图五所示。 换向电路 该电路的作用是当焊丝在反抽起弧结束转入到送丝焊接时，由继电器 K4 切换送丝电机方向。 晶体管 V2﹑ V1 的作用是将 Uba 信号放大，驱动 K4 动作。 在起弧开始阶段， “比较电路 ”中UgUfoUba 为 “＋ ”， V1 导通 V2 截至， K4 处于释放状态， K4 常闭触头接通送丝电机电枢回路，送丝电机转向为抽丝状态。 随着电弧电压的建立， Uf 升高并逐步抵消 Ug,Uba 亦随之减小至零。 这时 V1 因无基极电流而截至， V2 导通， K4 吸合，电机得主电路由 K4 常闭触点转为常开触点接通，电机电枢电压方向改变，转向随着改变，使焊丝转入下送状态，正常焊接时 UfUg， Uba为负， K4 维持在吸合状态。 特性控制电路 比较电路的另输出信号 Ucd 主要用来控制送丝电机的速度。 在这个信号输出至触发电路前必须考虑 2 个问题：一是电弧电压对焊丝输送控制灵敏度，因为这是一个闭环控制系统，系统灵敏度必须恰当，灵敏度过高会造成系统振荡，无法焊接，过低则弧长稳定性能差。 二是换向继电器 K4 在起弧的翻转过程中触点不带电流，以防烧坏触头。 这就要求 Uba 为 0 附近区域触发电路不工作。 图 6 表示了 Ug﹑ Ua 与转速 n 之间的关系，显然在 Ua 与 Ug1(或 Ug2)近似相等的附近区域，转速 n 为 0。 电路中电位器 RP*13﹑ RP*14 控制图 6 中特性曲线的斜率，即 △ n/△ Ua，它反映出系统的控制灵敏度。 开关二极管 VD19 由 Ucd 控制其开通与关断，在 Uba 为 0 的附近区域 VD19 关断，使触发器不工作。 触发电路 由单结晶体管 VF4 与电容 C6 等元件组成移相振荡器，移相角度由晶体管 V3 按特性要求控制。 触发器的输出脉冲由脉冲变压器 T3 耦合至晶闸管 VT1。 晶闸管回路 电路中晶闸管 VT1 接受 T3 的触发脉冲，移相触发 导通，控制送丝电机 M1 的转速， K4 的触头状态决定 M1 的方向。 电路中的电阻 R19﹑电位器 RP*59 组成电枢电压负反馈，以提高电机的机械特性硬度。 焊车调速电路 该电路见图 7。 它与送丝电路不同之处是： M2 转速由焊接速度电位器 RP*2 人为调节决定。 枢电压负反馈外还增加了电流正反馈，反馈量分别由电位器 RP*49 与 RP*51 调节。 电源电压负反馈提高高速时的机械特性硬度，电流正反馈则主要为了改善低速特性。 起停控制电路 该电路具有空载刮擦起弧与定电压熄弧功能。 如图 8 所示。 起弧分 2 种状态。 短路起弧时，按住启动按钮 SB*1，继电器 K2﹑ K3 吸合，焊机即进入正常起弧。 空载起弧时焊丝不接触工作，按住 SB*1 后 K3 吸合，电源输出空载电压，较高的空载电压使干簧继电器 K1 吸合， K1 的常开触头将继电器 K2 线圈短路， K2 不能吸合， K2 常开触点切断 R4﹑ RP*1“比较回路 ”，使该电路输出减小，焊丝以正常速度的 1/5 左右缓慢下送（由 RP*46调整），直至焊丝与工件短路，电弧电压跌落至 0， K1 释放， K2 吸合，电路进入正常的起弧与焊接状态。 停止焊接时，按下 “停止 ”按钮 SB*2，其常闭触点 SB*21 切断送丝与小车行走的主电路，焊丝停送后，电弧拉长，电弧电压升高。 SB22 常开触头短接电阻 R2,使 K1 的吸合电压降至 52V电弧电压， K2 线圈被 K1 常开触头短路而释放，焊接停止。 电弧在 52V 时熄灭，使焊丝既不会烧坏导电嘴又不会粘在工件上。 2 维护修理 焊机的安装，接线应严格按规定进行，焊机在使用一段时间后应进行检查与护理，当主控板元件有更换时应能按要求进行工作点调整，这些内容在产品使用说明书中已有详细介绍。 气体保护焊技术操作规程 主题内容和适用范围 本标准规定了 CO2 气体保护焊操作规程 本标准适用于本厂钢结构件的 CO2 气体保护焊 引用标准 YB/JQ 钢铁企业机修设备制造通用技术条件焊接结构件 准备工作 3． 1 熟悉图纸和工艺文件，弄清焊缝尺寸和技术要求。 3． 2 按工艺要求取用焊丝，无要求的则按焊件材质，焊缝质量要求取用焊丝，焊丝应符合国标，一般结构钢可选 H08Mn2siA 焊丝。 焊丝用前去油去锈。