云南省焊工作業(yè)人員培訓(xùn):焊接過程中送絲速度和焊接電流的關(guān)系
焊工是一種特種作業(yè)工種,從事焊工相關(guān)規(guī)定工作必須持證上崗,熔化焊接與熱切割特種作業(yè)操作證每3年需要復(fù)審一次。一人一證持證上崗,全國通用。
考試形式:本人參考、單人單桌、分為理論科目和實(shí)操科目,滿分均為100分,及格分均為80分。
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焊工短期技能培訓(xùn)內(nèi)容:
第一周:焊工基礎(chǔ)(電焊工安全操作規(guī)范及設(shè)備工具的安全使用)手工電弧焊操作技能培訓(xùn)(例如:手工焊接設(shè)備、焊接材料、工具。各種焊接位置的操作技能,單面焊雙面成型技術(shù)的操作技巧)。
第二周:氧、乙炔焊接與切割,等離子弧切割(氣焊與切割設(shè)備的使用及安全操作規(guī)程),各種厚板、薄板氣焊與切割操作技巧。
第三周:手工鎢極氬弧焊技術(shù)(例如:氬弧焊設(shè)備及工具的安全使用和安全操作規(guī)程);氬弧焊焊接厚、薄板各種焊接位置的安全操作技巧;常用有色技術(shù)材料,例如:鋁合金材料的焊接技巧。
第四周:二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊技術(shù)(例如:二氧化碳焊接設(shè)備、設(shè)備工具的安全操作規(guī)程);二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接位置的操作技巧。
焊接過程中送絲速度和焊接電流的關(guān)系
所有的半自動二氧化碳焊機(jī)上都有電壓和電流調(diào)節(jié)旋鈕(抽頭式的二氧化碳焊機(jī)的電壓調(diào)節(jié)是轉(zhuǎn)換開關(guān))。一體式焊機(jī)(送絲機(jī)裝在主機(jī)內(nèi)部的)的電流調(diào)節(jié)旋鈕裝在主機(jī)面板上;分體式焊機(jī)(送絲機(jī)獨(dú)立出來,通過電纜和主機(jī)聯(lián)接的)電流調(diào)節(jié)旋鈕裝在送絲機(jī)上。電壓調(diào)節(jié)有兩種方式:對于晶閘管整流和逆變焊機(jī)是用電位器調(diào)節(jié),對于抽頭式焊機(jī),電壓是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)來調(diào)節(jié)。
二氧化碳焊接過程穩(wěn)定的首要條件是焊絲的送進(jìn)速度與熔化速度相等。熔化焊絲的能量是主機(jī)提供的,主機(jī)輸出的功率越大焊絲熔化的越快。對于晶閘管整流的焊機(jī),輸出功率是調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角;對于逆變焊機(jī),輸出功率是調(diào)節(jié)脈沖寬度;對于抽頭式焊機(jī)則是調(diào)節(jié)輸出電壓。按常識理解,功率是電壓與電流的乘積,調(diào)節(jié)焊機(jī)的輸出功率就等于調(diào)節(jié)了焊接電流,那為什么說二氧化碳焊的焊接電流要通過調(diào)節(jié)送絲速度來實(shí)現(xiàn)呢?
這個問題可以從兩個方面解釋:
一、電流是在回路(通路)中產(chǎn)生的,
二、電流是以時間為參考的一個度。
在電路處于開路(斷路)的情況下,不管電壓有多高電流總是等于零。而在這種情況下,該電路的端電壓就是電源的電動勢E,可以用電壓表在A、B 兩點(diǎn)測得。我們可以認(rèn)為這是焊機(jī)的空載電壓。因該電路構(gòu)不成回路,所以電路中就沒有電流,在電阻R兩端也就不會產(chǎn)生電壓。(電阻R表示焊接弧源系統(tǒng)中電源的內(nèi)阻與傳輸電纜損耗壓降之和。電源內(nèi)阻是由變壓器的漏抗和對整流部件導(dǎo)通角以及開關(guān)器件脈沖寬度的調(diào)節(jié)產(chǎn)生的)。
如果把A、B兩點(diǎn)短路,或在這兩點(diǎn)間接一電阻RH,電路就有電流產(chǎn)生。
電路中RH是焊接電流通過電弧和熔滴與工件短路瞬間產(chǎn)生的壓降,也稱負(fù)載電阻。從上面的分析可以知道,R和RH的值越小,電路中的電流就越大,反之則越小;而電源的電動勢E的作用則相反。前面講過,R是焊接回路中固有的電阻。對于抽頭式焊機(jī),主變壓器的初、次級制做成緊密耦合的結(jié)構(gòu),以得到小的漏抗來滿足二氧化碳焊接平特性的要求。在這種焊機(jī)中,我們可以認(rèn)為R是不變的,而是通過轉(zhuǎn)換開關(guān)切換抽頭來改變電源的空載電壓E。在晶閘管控制的焊機(jī)和以IGBT做為開關(guān)的逆變焊機(jī)中,變壓器沒有可調(diào)整的抽頭,可以認(rèn)為回路中的E是個常數(shù)?梢酝ㄟ^調(diào)整晶閘管的導(dǎo)通角和調(diào)節(jié)IGBT的開通—判斷的比例來調(diào)節(jié)回路中的R。對于該回路中R、E對電流的大小的作用我們通常是容易理解也容易關(guān)注的。但對RH的作用往往沒有給予足夠的關(guān)注。這就是我們要講的第二個問題——電流是以時間為參考的一個度。焊機(jī)輸出功率的大小不能只靠調(diào)節(jié)電源電壓來實(shí)現(xiàn),還取決負(fù)載的狀況。在二氧化碳焊過程中,焊絲在電弧中通過兩種形式對工件(焊縫)進(jìn)行熔敷—— 一、短路過渡;二、細(xì)滴過渡。短路過渡的頻率一般在100次/秒左右,細(xì)滴過渡頻率則更高。焊絲做為一個電極(設(shè)其為A點(diǎn)),工件做為另一極(B點(diǎn))。當(dāng)電弧引燃后,這個焊接電弧就是RH的一部分,RH的另一部分就是焊絲的熔滴過渡。以短路過渡來講,送絲速度越快,短路過渡的頻率就越高,也就是在單位時間內(nèi)為這個回路提供通路的機(jī)會就越多,這就使等效電阻RH就越小,這時我們就看到電流也大起來。
另外,二氧化碳焊使用的焊絲比較細(xì),電流密度大,而且配合的是平特性的電源,焊接過程是電弧自身調(diào)節(jié)作用占絕對主導(dǎo)地位。在焊絲送進(jìn)過程中平特性的電源加大了焊絲的熔化速度,使我們在局部上產(chǎn)生了調(diào)節(jié)送絲速度就調(diào)節(jié)了焊接電流的概念。
綜上所述,二氧化碳焊的焊接電流大小,是由E、R、和RH共同作用的結(jié)果。只不過在這個系統(tǒng)中,E和R相對適應(yīng)范圍寬一些,而RH的變化在系統(tǒng)中則較為敏感。為保持焊接過程的穩(wěn)定和較小的飛濺,在做到焊絲熔化速度與送絲速度匹配的情況下,我們要經(jīng)常調(diào)整送絲速度,由于這個過程造成了焊接電流的改變,我們就把調(diào)整送絲速度習(xí)慣地叫做調(diào)節(jié)焊接電流。
假如我們以為焊接電流只有靠送絲速度來調(diào)節(jié),為了增加焊接電流一味地增加送絲速度,就會出現(xiàn)“頂絲”現(xiàn)象。焊接過程中就會感覺到焊槍在往后推,而且焊接過程不連續(xù),干伸注就會整段地?zé)t—爆斷—燒紅—爆斷,發(fā)出啪、啪的爆炸聲。反過來,為了減小電流,只是降低送絲速度,焊接過程也不連續(xù),同時伴有很大的飛濺。此時覺得焊槍無力,焊縫也堆得很高,沒有熔深。為了達(dá)到好的焊接效果,有經(jīng)驗(yàn)的焊工都是電壓和電流(送絲速度)配合調(diào)節(jié),并一邊聽焊絲過渡的聲音一邊觀察焊縫的狀態(tài)。一般初學(xué)者可參考二氧化碳焊接電弧特性曲線公式來調(diào)節(jié),即:UH=15+0.04I (式中UH代表電弧電壓; I代表焊接電流)。例如:焊接電流在200A時,電弧電壓就應(yīng)在23V左右。這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)可以通過電源上的電壓表和電流表讀到。這里要說明的是,由于焊接回路中,焊接電纜的壓降以及各連接點(diǎn)的接觸電阻存在的原因,電壓表的讀數(shù)有所偏大。
使用某一直徑的焊絲,在焊接過程中,不是只有一個穩(wěn)定的工作點(diǎn)。例如φ1.2mm的焊絲在短路過渡狀態(tài)時,電流可從90A~150A調(diào)節(jié),電壓的范圍則在19V~23V之間;在顆粒過渡狀態(tài)下電流可達(dá)到160A~400A,電壓可工作在25V~38V。