焊條電弧焊與碳弧氣刨設(shè)備結(jié)構(gòu)和原理-云南焊工培訓

焊條電弧焊與碳弧氣刨設(shè)備結(jié)構(gòu)和原理

一、焊條電弧焊設(shè)備結(jié)構(gòu)和原理

焊條電弧焊弧焊電源是在焊接回路中為電弧提供電能的設(shè)備，焊接過程中、焊接電弧是弧焊電源的負載，焊接電弧與弧焊電源組成了用電系統(tǒng)為使焊接電弧能夠在要求的焊接電流下穩(wěn)定燃燒，對弧焊電源的性能提出以下基本要求。

1.對弧焊電源的基本要求

電源的外特性。在穩(wěn)定狀態(tài)下，弧焊電源的輸出電壓與輸出電流即焊接電流）的關(guān)系。稱為弧焊電源的外特性。

焊接過程中、引 弧、熔滴過渡和運條擺動等會造成焊接電源頻繁的短路及電弧長度（即電弧電壓高低）的不斷變化。為限制短路電流，防止因短路電流過大而燒壞焊接電源以及在弧長發(fā)生變化很小時使焊接電流的變化，保證焊接過程的穩(wěn)定性，要求弧焊電源應(yīng)具有陡降的外特性，即輸出電壓隨焊接電源的增大而迅速下降，如圖7-4 所示。

（2）弧焊電源的動特性�；『鸽娫吹膭犹匦裕�是指弧焊電源對焊接電弧的工作狀態(tài)發(fā)生變化的適應(yīng)能力。焊接過程中，焊機的負載總是在不斷變化著，如引弧時要先短路再提起焊條形成電弧;焊接過程中熔滴能引起弧長的變化甚至短路等。這些因素都使焊機的輸出電壓、電流不能在瞬間內(nèi)適應(yīng)這些變化，電弧燃燒就不穩(wěn)定，整個焊接過程也就不穩(wěn)定。因此焊條電弧焊時，要求弧焊電源具有良好的動特性這樣才能做到焊接時引弧容易、電弧燃燒穩(wěn)定、飛濺小、焊縫成形好、焊接質(zhì)量高。

（3）弧焊電源的空載電壓。弧焊電源的空載電壓越高，引弧越容易，電弧燃燒的穩(wěn)定性就越好。但是空載電壓過高，焊工操作不安全，并且制造焊機消耗的硅鋼片和銅材增多。因此，在滿足焊接工藝要求的前提下，空載電壓應(yīng)盡可能低些。目前，焊條電弧焊電源中弧焊變壓器的空載電壓一般在80V以下;弧焊整流器的空載電壓一般在90V以下;弧焊發(fā)電機的空載電壓一般在100V 以下。

（4）弧焊電源的調(diào)節(jié)特性。在焊接過程中，為了適應(yīng)不同厚度、材料、焊條直徑以及不同焊接位置的焊接，要求弧焊電源所提供的焊接電流應(yīng)具有一定調(diào)節(jié)范圍，并且能方便、靈活、可靠地進行調(diào)節(jié)

2.弧焊電源的結(jié)構(gòu)與原理

目前，我國焊條電弧焊用的弧焊電源有弧焊變壓器、弧焊整流器和弧焊逆變器等，常用的有BX1 系列、BX3 系列交流弧焊電源和ZX5系列、ZX7 系列直流弧焊電源。

（1）動鐵式弧焊變壓器。BX1-315 型動鐵式弧焊變壓器外形如圖7-5a 所示。

BX1-315 型屬增強漏磁類弧焊變壓器，其結(jié)構(gòu)如圖7-5b所示，I為固定鐵心，Ⅱ為動鐵心，W;為一次側(cè)繞組，W。為二次側(cè)繞組。一次側(cè)繞組分別置于動鐵心兩側(cè)，一次和二次分成上下兩部分繞組，固定在主鐵心柱上，中間鐵心柱為可移動的，移動可動鐵心即可改變一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組的濾抗實現(xiàn)焊接電流的調(diào)節(jié)，適合施焊要求。動鐵心位置，由電流指針表示。

可動鐵心由螺紋絲桿控制，轉(zhuǎn)動焊接電流調(diào)節(jié)手柄，則絲桿轉(zhuǎn)動來帶動動鐵心移動，動鐵心向外移動，則焊接電流增大;動鐵心向內(nèi)移動（見圖7-5c），則焊接電流減小。

（2）動圈式弧焊變壓器。BX3-300-2 型動圈式弧焊變壓器外形如圖7-6a所示。

動國式弧焊變壓器結(jié)構(gòu)如圖7-6b 所示。I為一次側(cè)繞組（固、Ⅱ為二次側(cè)繞組（可動），鐵心呈口形，一次側(cè)繞組分兩部分繞在兩個鐵心柱的底部二次側(cè)繞組也分兩部分，裝在鐵心柱非導磁性料做成的活動支架上，憑借手柄轉(zhuǎn)動螺桿使之沿鐵心上下移動，改一、二次側(cè)繞組間的距離，以此來改變它們間的漏抗，調(diào)節(jié)焊接電一、二次側(cè)繞組間距離越大，漏抗越大，焊接電流越小。

（3）逆變式弧焊整流器。逆變式弧焊整流器的中頻主變壓器硅綱片較小，使得焊機的體積明顯減小、質(zhì)量變輕（見圖7-7a），而且電能損耗大幅度降低，具有高效與節(jié)能的優(yōu)點，加之電子控制電路和反饋電路的配合，可以獲得優(yōu)良的焊接工藝性能，它以高效、輕巧、性能好的特點而迅速得到推廣和使用，譽為"明天的弧焊電源"

ZX7—400 型逆變整流弧焊機主要由三相全波整流器、逆變器、中頻變壓器、電抗器及電子控制電路等部件組成（見圖7-7b）。

逆變式弧焊整流器基本原理如圖7-7c所示。通常采用單相或三相50Hz工頻交流電，經(jīng)輸入整流器整流和濾波器濾波，變成600Hz的高壓脈動直流電。然后通過大功率電子元件構(gòu)成的逆變器（晶閘管、晶體管或場效應(yīng)管）組的交替開關(guān)作用、變成幾千赫茲至幾萬赫茲的中頻高壓交流電、再經(jīng)中頻變壓器降至適合焊接的幾十伏電壓，并借助電子控制電路和反使電路（M、C、N 等組成）以及焊接回路的阻抗，獲得弧焊所需的外特性和動特性。如果需要采用直流進行焊接，還需經(jīng)輸出態(tài)流D流和經(jīng)電抗器L2、電容器C2 的濾波，把中頻交流電變換為出簡而言之，逆變式弧焊電源的基本原理可以歸納為∶

工房交電中頻交流電—降壓——交流電或直流電。

二、碳弧氣刨設(shè)備和工具

碳弧氣刨的裝置如圖7-8 所示，主要由電源、碳弧氣刨槍、碳電纜氣管及壓縮空氣機組成。

1.電源

刨般采用功率較大的焊機，如 ZX5-500 型等焊機作為氣U的電源。

2.碳弧氣刨槍

刨槍應(yīng)具有導電性良好、吹出的壓縮空氣集中而準確、電極夾持牢固、更換方便、外殼絕緣良好、質(zhì)量較輕、體積及使用方便等性能 碳弧氣刨槍有側(cè)面送風式和圓周送風式兩錄

1）側(cè)面送風式碳弧氣刨槍。它的特點是送風孔開在鉗口附近的，工作時壓縮空氣從這里噴出，氣流恰好對準碳棒的后側(cè)，將熔化的鐵液吹走，從而達到刨槽或切割的目的。

（2）圓周送風式碳弧氣刨槍。它的特點是壓縮空氣沿碳棒四周噴，既均勻又能冷卻碳棒，并對電弧有一定的壓縮作用，刨槽前端不地積熔渣，便于看清刨槽位置。

3. 碳弧氣刨用碳棒

碳棒用作碳弧氣刨時的電極材料。斷面形狀多為圓形，用于焊f的清根、開槽、清除焊接缺陷等;刨寬槽或平面時，可采用矩形碳格。