MZ－1－1000型自動埋弧焊機電路原理分析及故障處理

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。MZ11000型自動埋弧焊機電路原理分析及故障處理內容提要目錄第1 章 埋弧焊機簡介01.1基本分類01.2 焊接特點11.3 操作規(guī)程11.4 注意事項2第 2 章 MZ11000型自動埋弧焊機電路原理分析42.1 MZ11000型自動埋弧焊主要參數與結構42.2 MZ11000型自動埋弧焊操作程序及電路原理62.3 MZ11000型自動埋弧焊機電路原理分析11第3 章 MZ11000型自動埋弧焊機故障處理143.1 故障原因及處理方法表143.2常見故障分析及處理15參考文獻20致謝212525第1

2、 章 埋弧焊機簡介1.1基本分類埋弧焊機由焊接電源、埋弧焊機和輔助設備構成。其電源可以使用交流、直流或交直流并用。埋弧焊機分為自動焊機和半自動焊機兩大類。半自動埋弧焊機 半自動埋弧焊機 ； 半自動埋弧焊機是由焊接小車、埋弧焊機組成，焊接小車可以前后行走，速度可調。半自動埋弧焊機的主要功能是：(1)將焊絲通過軟管連續(xù)不斷地送入電弧區(qū)；(2)傳輸焊接電流；(3)控制焊接起動和停止；(4)向焊接區(qū)鋪施焊劑。因此它主要由送絲機構、控制箱、帶軟管的焊接手把及焊接電源組成。軟管式半自動埋弧焊機兼有自動埋弧焊的優(yōu)點及手工電弧焊的機動性。在難以實現自動焊的工件上(例如中心線不規(guī)則的焊縫、短焊縫、施焊空間狹小的

3、工件等)，可用這種焊機進行焊接自動埋弧焊機自動埋弧焊機是由埋弧焊機，輔助設備組成，可以達到自動焊接，自動埋弧焊機的主要功能是；(1)連續(xù)不斷地向焊接區(qū)送進焊絲；(2)傳輸焊接電流；(3)使電弧沿接縫移動；(4)控制電弧的主要參數； (5)控制焊接的起動與停止；(6)向焊接區(qū)鋪施焊劑；(7)焊接前調節(jié)焊絲端位置。常用的自動埋弧焊機有等速送絲和變速送絲兩種。它們一般都由機頭、控制箱、導軌(或支架)以及焊接電源組成。等速送絲自動埋弧焊機采用電弧自身調節(jié)系統(tǒng)；變速送絲自動埋弧焊機采用電弧電壓自動調節(jié)系統(tǒng)。自動埋弧焊機按照工作需要，做成不同的形式。常見的有：焊車式、懸掛式、機床式、懸臂式、門架式等。使用

4、最普遍的是MZ1000焊機，該焊機為焊車式。MZ1000焊機采用電弧電壓自動調節(jié)(變速送絲)系統(tǒng)，送絲速度正比于電弧電壓。1.2 焊接特點一般埋弧焊多采用粗焊絲，電弧具有水平的靜特性曲線。按照前述電弧穩(wěn)定燃燒的要求，電源應具有下降的外特性。在用細焊絲焊薄板時，電弧具有上升的靜特性曲線，宜采用平特性電源。埋弧焊電源可以用交流(弧焊變壓器)、直流(弧焊發(fā)電機或弧焊整流器)或交直流并用。要根據具體的應用條件，如焊接電流范圍、單絲焊或多絲焊、焊接速度、焊劑類型等選用。一般直流電源用于小電流范圍、快速引弧、短焊縫、高速焊接，所采用焊劑的穩(wěn)弧性較差及對焊接工藝參數穩(wěn)定性有較高要求的場合。采用直流電源時，不

5、同的極性將產生不同的工藝效果。當采用直流正接(焊絲接負極)時，焊絲的熔敷率最高；采用直流反接(焊絲接正極)時，焊縫熔深最大。采用交流電源時，焊絲熔敷率及焊縫熔深介于直流正接和反接之間，而且電弧的磁偏吹最小。因而交流電源多用于大電流埋弧焊和采用直流時磁偏吹嚴重的場合。一般要求交流電源的空載電壓在65V以上。為了加大熔深并提高生產率，多絲埋弧自動焊得到越來越多的工業(yè)應用。目前應用較多的是雙絲焊和三絲焊。多絲焊的電源可用直流或交流，也可以交、直流聯用。雙絲埋弧焊和三絲埋弧焊時焊接電源的選用及聯接有多種組合。1.3 操作規(guī)程一、埋弧焊機操作人員必須經過電弧焊接工作的專門培訓，持證上崗，非本機操作人員，

6、嚴禁擅自操作設備。二、作業(yè)前檢查電纜絕緣情況，如有損壞立即停止使用，確認各部導線連接良好，控制箱外殼和接線板上的罩殼蓋好。三、作業(yè)過程中，操作人員要精神集中，正確操作，注意機械情況，不得擅自離崗或將機器交給其他無證人員操作，嚴禁無關人員進入作業(yè)區(qū)。四、作業(yè)工程中，任何人員均不得蹬上龍門架頂層平臺進行觀察、檢修或檢查工作。如必須蹬頂作業(yè)，必須先停車斷電。五、焊接進行中，不許鏟藥皮、清渣，鏟藥皮清渣時要戴護目鏡。六、認真及時做好保養(yǎng)工作，保持機械完好狀態(tài)，機械不得帶病工作，運轉中發(fā)現不正常，立即停機斷電檢查，排除故障方可使用。七、操作人員下班時，要將機械停放在待命位置，關機斷電，鎖好電閘箱，清理現

7、場雜物，焊渣。1.4 注意事項1.電源與小車控制盒上的“平特性/降特性”設置必須一致。降特性為恒流變速送絲，平特性為恒壓等速送絲。埋弧焊正常焊接時，焊接電流和焊接電壓兩個參數只有其中一個較穩(wěn)定，而另外一個會有一定范圍內的波動，如果使用降特性焊接，則電流較穩(wěn)定，變化不超過3A，而電壓會有35V范圍內的波動，因為降特性為恒流不恒壓，如果使用平特性焊接，則電壓較穩(wěn)定，變化不超過1V，而電流會有20-50A范圍內的波動，因為平特性為恒壓不恒流。2.細焊絲(3mm)小電流(500A)焊接只能用平特性，粗焊絲大電流焊接可用降特性或平特性。6mm以下的薄板焊接只能用平特性，并且只能用MZ-ZK-630B小車

8、細絲焊接。厚板焊接一般用降特性。3.焊接參數(包括行走速度或行走電壓、焊接電流、焊接電壓)設置必須嚴格按照焊接規(guī)范(詳看說明書)執(zhí)行。焊接規(guī)范參數是實際焊接時參數而非預置參數。實際焊接時如果參數不對，可實時調節(jié)電位器來實現。電流電壓工作點也可大致按以下公式來計算?U=20+0.04I。4.本焊機有焊接電流和焊接電壓預置功能。焊機未焊接前小車數顯表值為焊接電流和焊接電壓的預置值，實際焊接時小車數顯表值為焊接電流和焊接電壓的實際值。預置值可能較準確也可能不準確?這跟焊接特性和焊絲直徑有關，降特性焊接時(注意降特性為恒流不恒壓)，焊接電流預置值與實際值差距不大，而焊接電壓預置值會比實際值稍低，平特性

9、焊接時(注意平特性為恒壓不恒流)，焊接電壓預置值與實際值差距不大，而焊接電流預置值會與實際值有或大或小的差距(在相同的焊接電流預置值下，焊絲直徑越大則焊接電流實際值越大)。必須注意：平特性焊接當使用大直徑焊絲時，焊接電流預置不能過大，否則焊接電流實際值有可能會超過焊機最大額定焊接電流并損壞焊機?務必避免此情況出現。5. 埋弧焊送絲小車有三種型號?各自有使用范圍。6.不同直徑焊絲焊接時實際焊接電流不能超出該焊絲適用電流范圍。7.不同直徑焊絲必須選用與其對應的導電嘴和送絲輪。8.所有電位器調節(jié)方法：(一)電源PCB板與數顯表? R96(V34負-P7?右旋增大)-調節(jié)埋弧焊最大電流?調到2.92K

10、? R88(P24-P28?右旋減小)-調節(jié)埋弧焊最小電流?調到3.32K? 焊接電壓數顯表內部電位器-調節(jié)使電壓表值最大? R11(右旋R10方向增大?表值增大)-調節(jié)校準焊接電壓表與實際值一致(帶載)? RP1(右旋減小?表值增大)-調節(jié)校準焊接電流表與實際值一致? RP2(右旋增大)-調節(jié)平衡電抗兩側電流平衡度? R5(右旋R13方向增大?表值增大)-調節(jié)使預置電流與實焊電流一致? R95(V34負-P5?右旋增大?表值減小)-調節(jié)使最大預置電流為最大額定焊接電流值? R85(P4-P28?右旋減小?表值減小)-調節(jié)使最小預置電流為100A?(二)小車PCB板與數顯表? CW102(D1

11、04正-R109?右旋減小)-調到2.36K? CW301(24V-Q302E?右旋減小)-調到133? 焊接電壓數顯表內部電位器-調節(jié)使放大倍數為2.30V/24.0V? CW101(右旋R111方向增大,電壓減小?手動送絲速度增大)-調節(jié)手動送絲和起弧瞬間送絲速度?調到使IC4-7腳電壓為7.75V? R47(右旋增大?表值增大)-調節(jié)校準行走電壓表與實際值一致? 焊接電流數顯表電位器-調節(jié)校準焊接電流表與實際值一致? R20(右旋增大?表值增大)-調節(jié)校準焊接電壓表與實際值一致? R52(右旋減小?表值增大)-調節(jié)使最大預置焊接電流為最大額定焊接電流值? R54(右旋減小?表值增大)-調

12、節(jié)使最大預置焊接電壓為48V?9.焊劑必須用細小顆粒的焊劑，焊劑重復使用必須用過濾網過濾干凈，不能有一點雜質。10.地線、焊接電纜線與工件連接必須牢固可靠。11.工件必須要墊平不能有晃動,工件表面需較平整。12.焊接前最好讓交流接觸器先接通(打到手工焊再打回埋弧焊)，交流接觸器有8分鐘的延時。13.埋弧焊起弧必須用短路起弧(焊接前先清理焊絲頭部粘住的焊劑熔渣?然后按住“手動進絲”直到焊絲與工件短路并自動停止送絲為止)。14.焊接結束時會有2秒的延時焊接收弧過程，以避免粘絲。15.小車正在行走時不能改變行走方向。16.焊劑流量取決于出料套距離工件的高度，而出料套距離工件的高度取決于焊接電流的大小

13、，焊接電流越小，出料套距離工件的高度越小，焊劑流量也越小，不同電流焊接時必須調試找到最佳高度(小電流焊接時焊劑流量過多可能會產生氣孔，需調試找到最佳高度)。17.電源正負輸出端必須帶負載，不能直接短路，否則電流會很大且不可調。2第 2 章 MZ11000型自動埋弧焊機電路原理分析2.1 MZ11000型自動埋弧焊主要參數與結構2.2 MZ11000型自動埋弧焊操作程序及電路原理2.3 MZ11000型自動埋弧焊機電路原理分析1 系統(tǒng)原理 2 電路原理分析 電路控制原理圖 第3 章 MZ11000型自動埋弧焊機故障處理 3.1 故障原因及處理方法表3.2常見故障分析及處理 一、焊機振蕩故障 1、

14、現象 焊機振蕩故障現象表現為在焊機運行過程中,送絲電機或焊接小車出現無規(guī)則涌動現象, 使焊接過程難以正常進行。這種故障現象一般出現在焊機連續(xù)使用時間較長或因維修等原因更換了控制面板的元器件和改變焊機工作法的情況下。送絲電機和焊接小車可能同時或單獨發(fā)生振蕩現象。 (1)焊接小車振蕩故障現象。將控制電源開關K1撥到“通”的位置, 把“焊接調試”開關K2撥到“調試”位置, 或按“起動”按鈕AN1時, 焊接小車開始運行, 但會出現無規(guī)則涌動, 即焊接小車振蕩現象。將這種振蕩現象用坐標圖表現出來, 如圖: 當焊接小車振蕩時, 調整“焊接小車速度”旋鈕W2, 振蕩頻率加快或減慢, 有時, 若使焊接電樞電壓

15、大于60 V時, 焊接小車振蕩現象消失, 焊車運行恢復正常。 (2)送絲電機振蕩故障現象。將控制電源開關K1撥到“通”的位置, 按“起動”按鈕AN1 或點動送絲、抽絲, 送絲電機出現無規(guī)則涌動送絲或抽絲現象, 即送絲電機振蕩現象。這種現象在焊接過程中出現, 使焊絲抽出過長或過短, 而無法正常焊接。調節(jié)電弧電壓調整旋鈕W1, 只能改變送絲電機振蕩頻率, 而不能消除振蕩。 2、振蕩故障現象產生的原因分析(1)續(xù)流二極管D25 斷路或出現較大的接觸電阻。如果將D25取消, 那么電機M1 轉子繞組和晶閘管KP1 的回路可以用下圖的簡圖來示意。當KP1剛被觸發(fā)導通時, 轉子繞組產生阻礙電流變化的感應電動

16、勢e2(極性為上負下正), 使電路中電流不能躍變, 電流由零逐漸上升。當電流達到最大值時, 感應電動勢eL=0, 而后電流減小, 極性變化。eL經過電樞電路加給KP1。當電樞電壓(由變壓器B1提供)提供的電流小于晶閘管導通的維持電流時, eL可以使KP1 的電流得到補償而繼續(xù)導通。由于導通角隨電弧電壓隨時變化, 因此晶閘管關斷。導通的狀態(tài)不會在每個周期內完全一致, 而且由于eL使KP1導通電流增大, 因此, 就使送絲電機產生涌動加快的振蕩現象。為避免這種現象, 可在下圖回路中并聯一個續(xù)流二極管D25, 它可以使eL經D25而消化。如果D25斷路或虛接, 送絲電機都會馬上出現涌動加快的振蕩現象。

17、 (2)脈沖變壓器B2觸發(fā)脈沖信號出現異常?？芍?B3提供觸發(fā)脈沖信號要經過一個較復雜的過程, 即D4經過D12D15給G3提供分置電壓,R22和R21給C6充電,C6 電壓達到C4 觸發(fā)電壓時,G4導通給B3產生脈沖, 如果某個元件的性能發(fā)生變化, 比如G3、G4性能改變, 反饋電位器R59阻值過小等, 可以使B3的脈沖信號出現異常, 從而使KP1導通角發(fā)生變化, 致使送絲電機發(fā)生振蕩故障。這種原因產生的振蕩故障現象可能是無規(guī)律的涌動加快, 也可能是涌動減慢。 (3)晶閘管自身性能變化或不適應觸發(fā)電路對其性能的要求。經過對不同技術性能的晶閘管分別安裝在電路中實驗, 發(fā)現晶閘管門極觸發(fā)電壓值的

18、高低, 直接影響送絲電機的性能。凡門極觸發(fā)電壓小于等于0.9V的晶閘管, 均可使送絲電機穩(wěn)定運轉;而門極觸發(fā)電壓大于0.9V的晶閘管, 均不同程度地產生振蕩故障現象。另外, 送絲機構的機械故障使送絲電機負載過大, 也會使電機涌動運轉, 產生“振蕩”。焊接小車產生振蕩故障的原因與以上分析基本相同。焊車電樞電壓大于60V時, 焊車振蕩消失, 是因為此時B4產生的脈沖電壓使晶閘管KP2在全部周期內導通。在長期的維修實踐中發(fā)現, 在導致振蕩的諸多原因中, 晶閘管損壞后更新的元件門極觸發(fā)電壓較高(大于1.0V)所造成的振蕩故障幾率最高, 因而正確使用晶閘管元件尤為關鍵。 3、 振蕩故障排除方法 (1)先

19、檢查送絲電機和焊接小車是否有機械故障或超負載, 如有, 則將機械故障或超負載排除。 (2)機械故障或超負載排除后, 仍有振蕩故障現則要檢查續(xù)流二極管D25或D32是否完好, 有無斷路或虛接現象。若二極管已損壞則更換, 若虛接則將虛接點焊好。 (3)排除二極管故障后仍有振蕩故障現象, 則要檢查晶閘管KP1或KP2是否損壞。若晶閘管損壞以后, 選擇新晶閘管元件, 其門極觸發(fā)電壓小于等于0.9V最可靠。 (4)晶閘管元件更換后仍有振蕩現象, 則要檢查觸發(fā)電路中各個元器件, 主要是G3G6、B3、B4以及幾個可調電位器。如有損壞則要更換。檢查或更換新元件之后, 再按MZ-1-1000說明書介紹的工作點

20、校正法, 重新校正工作點。按以上方法操作, 一般情況可排除振蕩故障。2、 其它常見故障 對于其它常見現象，其分析方法和處理辦法應可參照3.1表。參考文獻1 李青.火力發(fā)電廠煤傳輸系統(tǒng)J.微計算機信息，1997（04）：15-162 山西省電力局.燃料設備運行（初級工）M.北京：中國電力出版社，1997.3 劉愛忠.300MW 級火力火電機組培訓叢書燃料管理及設備M.北京：中國電力出版社，2003.4 張磊，馬明禮.600MW 級火力發(fā)電機組叢書燃料運行與檢修M.北京：中國電力出版社，2006.10 田效伍.電氣控制及 PLC 應用技術M.北京：機械工業(yè)出版社，2006.11 王兆義.可編程控制

21、器教程（第二版）M.北京：機械工業(yè)出版社，2005.12 郭艷萍.電氣控制與 PLC 技術M.北京：北京師大出版社，2007.13 廖常初.大中型 PLC 應用教程M.北京：機械工業(yè)出版社，2005.14 SIEMENS. SIEMENS Software Redundancy for SIMATIC S7-300 and S7-400M .BEIJING：15 周正一.輸煤自動化控制系統(tǒng)設計J.廣西電力工程，1997（01）：9-1116 劉鐵軍，邵長海，蘇薇.可編程控器在煤傳輸系統(tǒng)中的應用J.黑龍江電力，1994（02）：9-1117 司海濱，章敏，顧泉龍，高飛，肖慧峰.基于可編程控制器的輸煤控制系統(tǒng)J.發(fā)電設備，2005（01）：13-1618 劉云靜，顧德英.電廠煤傳輸系統(tǒng)的研究J.儀器儀