手弧焊設(shè)備及主要工具

1、第六節(jié)第六節(jié) 手弧焊設(shè)備及主要工具手弧焊設(shè)備及主要工具v一、手弧焊對弧焊電源的要求一、手弧焊對弧焊電源的要求v1. 對弧焊電源空載電壓的要求對弧焊電源空載電壓的要求v（1）保證容易引??；）保證容易引??；v（2）保證電弧的穩(wěn)定燃燒；）保證電弧的穩(wěn)定燃燒；v 為確保交流電弧的穩(wěn)定燃燒，要求為確保交流電弧的穩(wěn)定燃燒，要求v（3）保證電弧功率穩(wěn)定；）保證電弧功率穩(wěn)定；v 為了保證交流電弧功率穩(wěn)定，要求為了保證交流電弧功率穩(wěn)定，要求v（4）要有良好的經(jīng)濟(jì)性；）要有良好的經(jīng)濟(jì)性；v（5）保證人身安全。）保證人身安全。hUU)25. 28 . 1 (057. 15 . 20hUU 2. 對弧焊電源穩(wěn)態(tài)短路電

2、流的要求對弧焊電源穩(wěn)態(tài)短路電流的要求v3.必須具有下降的外特性必須具有下降的外特性v 在電源內(nèi)部參數(shù)一定的條件下，改變負(fù)載時(shí)，電源輸出的在電源內(nèi)部參數(shù)一定的條件下，改變負(fù)載時(shí)，電源輸出的電壓電壓 與輸出的電流穩(wěn)定值與輸出的電流穩(wěn)定值 之間的關(guān)系曲線之間的關(guān)系曲線 稱為稱為電源的外特性電源的外特性。v 一般直流電源的外特性方程為一般直流電源的外特性方程為225. 1hwdIIyUyI)(yyIfU 0rIEUyy（1）手弧焊必須具有下降的外特性（圖）手弧焊必須具有下降的外特性（圖2-35）v滿足電弧穩(wěn)定燃燒的需滿足電弧穩(wěn)定燃燒的需要；要；v在弧長變化時(shí)引起的電在弧長變化時(shí)引起的電流變化小；（流變

3、化?。唬▓D圖2-36）v可限制短路電流；可限制短路電流；v應(yīng)能方便地調(diào)節(jié)焊接電應(yīng)能方便地調(diào)節(jié)焊接電流。（流。（圖2-37）（2）“電源電弧電源電弧”系統(tǒng)的穩(wěn)定性系統(tǒng)的穩(wěn)定性v所謂所謂“電源電弧電源電弧”系統(tǒng)的穩(wěn)定性應(yīng)包含兩方面的含系統(tǒng)的穩(wěn)定性應(yīng)包含兩方面的含義義：v 1）系統(tǒng)在無外界因素干擾時(shí)，能在給定電弧電壓和）系統(tǒng)在無外界因素干擾時(shí)，能在給定電弧電壓和電流下維持長時(shí)間的連續(xù)電弧放電，保持靜態(tài)平衡。電流下維持長時(shí)間的連續(xù)電弧放電，保持靜態(tài)平衡。此時(shí)應(yīng)有如下關(guān)系：此時(shí)應(yīng)有如下關(guān)系：v 2）當(dāng)系統(tǒng)一旦受到瞬時(shí)的外界干擾，破壞了原來的）當(dāng)系統(tǒng)一旦受到瞬時(shí)的外界干擾，破壞了原來的靜態(tài)平衡，造成了焊接

4、工藝參數(shù)的變化。但當(dāng)干擾消靜態(tài)平衡，造成了焊接工藝參數(shù)的變化。但當(dāng)干擾消失后，系統(tǒng)能夠自動的達(dá)到新的穩(wěn)定平衡，使得焊接失后，系統(tǒng)能夠自動的達(dá)到新的穩(wěn)定平衡，使得焊接工藝參數(shù)重新恢復(fù)。工藝參數(shù)重新恢復(fù)。v“電源電弧電源電弧”系統(tǒng)的穩(wěn)定條件是系統(tǒng)的穩(wěn)定條件是yfyfIIUU,0fIyfwIUIUKv二、焊機(jī)的編號及銘牌二、焊機(jī)的編號及銘牌v1. 焊機(jī)型號的編制方法焊機(jī)型號的編制方法v 根據(jù)根據(jù)GB102488電焊機(jī)型號編制方法電焊機(jī)型號編制方法中規(guī)定，中規(guī)定，焊機(jī)的型號是由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定的焊機(jī)的型號是由漢語拼音字母和阿拉伯?dāng)?shù)字按一定的編排順序組成，其編排順序及含意如下：編排順序組成

5、，其編排順序及含意如下：v 改進(jìn)序號改進(jìn)序號v 派生序號派生序號v 基本規(guī)格基本規(guī)格v 系列序號系列序號v 附注特征附注特征v 小類名稱小類名稱v 大類名稱大類名稱 2134567v2. 弧焊電源的銘牌弧焊電源的銘牌v 圖238為BX3300和AX7500型弧焊電源銘牌。銘牌上標(biāo)明：v（1）電源對電網(wǎng)參數(shù)的要求；）電源對電網(wǎng)參數(shù)的要求；v（2）電源的工作能力；）電源的工作能力；v（3）電源的額定負(fù)載持續(xù)率，以及不同負(fù)載持續(xù)率）電源的額定負(fù)載持續(xù)率，以及不同負(fù)載持續(xù)率下焊機(jī)的容量及電流。下焊機(jī)的容量及電流。v 負(fù)載持續(xù)率（負(fù)載持續(xù)率（FS）是表示焊機(jī)工作狀態(tài)的參數(shù)，為）是表示焊機(jī)工作狀態(tài)的參數(shù)，

6、為焊機(jī)負(fù)載工作時(shí)間占規(guī)定工作時(shí)間周期的百分率，用焊機(jī)負(fù)載工作時(shí)間占規(guī)定工作時(shí)間周期的百分率，用下式表示：下式表示：v 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定額定電流在國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定額定電流在500A以下的手弧焊電源以下的手弧焊電源的工作時(shí)間周期為的工作時(shí)間周期為5min。標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定了手弧焊電源。標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定了手弧焊電源的額定負(fù)載持續(xù)率的額定負(fù)載持續(xù)率 為為60?？蛰d電壓空載電壓功率功率26KW26KW工作電壓工作電壓電壓電壓380V380V電流調(diào)節(jié)范圍電流調(diào)節(jié)范圍電流電流50.5A50.5A負(fù)載持續(xù)率負(fù)載持續(xù)率100%100%65%65%頻率頻率50Hz50Hz相數(shù)相數(shù)3 3電流電流400400500500轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速29

7、00r/min2900r/min接法接法Y YAX7-500AX7-5004090V4090V2540V2540V圖2-38 弧焊電源銘牌圖2-38 弧焊電源銘牌120600A120600A弧焊發(fā)電機(jī)弧焊發(fā)電機(jī)感應(yīng)電動機(jī)感應(yīng)電動機(jī)）規(guī)定工作時(shí)間周期（）負(fù)載運(yùn)行持續(xù)時(shí)間（100TtFSeFSv三、常用的手弧焊電源三、常用的手弧焊電源v1. 弧焊變壓器弧焊變壓器v（1）基本原理與分類）基本原理與分類v 弧焊變壓器是提供交流電的弧焊電源，為滿足電弧弧焊變壓器是提供交流電的弧焊電源，為滿足電弧燃燒的要求，它實(shí)際上是具有下降外特性的降壓變壓燃燒的要求，它實(shí)際上是具有下降外特性的降壓變壓器，具有結(jié)構(gòu)簡單、

8、使用可靠、制造方便、維修容易、器，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠、制造方便、維修容易、效率高、成本低等特點(diǎn)，是應(yīng)用最多的手弧焊電源。效率高、成本低等特點(diǎn)，是應(yīng)用最多的手弧焊電源。v 根據(jù)獲得下降外特性的方法不同可分為串聯(lián)電抗器根據(jù)獲得下降外特性的方法不同可分為串聯(lián)電抗器式、增強(qiáng)漏磁式。式、增強(qiáng)漏磁式?；『缸儔浩鞔?lián)電抗器式增強(qiáng)漏磁式分體式同體式動鐵心式動繞組式抽頭式（2）BX1300型弧焊變壓器型弧焊變壓器 該弧焊變壓器屬于動鐵心式。它的主要特點(diǎn)式在變該弧焊變壓器屬于動鐵心式。它的主要特點(diǎn)式在變壓器一、二次繞組之間增加一個(gè)活動鐵心，構(gòu)造原理壓器一、二次繞組之間增加一個(gè)活動鐵心，構(gòu)造原理可見可見圖圖2-

9、40。（3）BX3-300型弧焊變壓器型弧焊變壓器 這種弧焊變壓器屬于動線圈漏磁式。焊接時(shí)，這種弧焊變壓器屬于動線圈漏磁式。焊接時(shí)，BX3-300的二次繞組中有焊接電流流過，其磁勢產(chǎn)生的磁通的二次繞組中有焊接電流流過，其磁勢產(chǎn)生的磁通一部分經(jīng)鐵心閉合；另一部分經(jīng)繞組周圍的空氣閉合，一部分經(jīng)鐵心閉合；另一部分經(jīng)繞組周圍的空氣閉合，形成空氣漏磁通。漏磁通在繞組中產(chǎn)生自感電動勢，形成空氣漏磁通。漏磁通在繞組中產(chǎn)生自感電動勢，同樣起降低電壓的作用。隨著焊接電流的增大，由漏同樣起降低電壓的作用。隨著焊接電流的增大，由漏磁所造成的電壓降也增大，變壓器的輸出電壓下降，磁所造成的電壓降也增大，變壓器的輸出電壓

10、下降，從而獲得所需的陡降外特性。從而獲得所需的陡降外特性。2. 弧焊發(fā)電機(jī)弧焊發(fā)電機(jī)3. 弧焊整流器弧焊整流器v ZX5ZX5系列晶閘管弧焊整流器主要由三相降壓變壓器、系列晶閘管弧焊整流器主要由三相降壓變壓器、三相晶閘管整流器、輸出電抗器、電子控制線路等部三相晶閘管整流器、輸出電抗器、電子控制線路等部分組成，其基本原理方框圖如圖分組成，其基本原理方框圖如圖2-452-45所示。所示。v4. 弧焊逆變器弧焊逆變器v 直流直流交流之間的變換稱為逆變，實(shí)現(xiàn)這種變換交流之間的變換稱為逆變，實(shí)現(xiàn)這種變換的裝置稱為逆變器。為焊接電弧提供電能，并具有弧的裝置稱為逆變器。為焊接電弧提供電能，并具有弧焊方法所要

11、求性能的逆變器，即為弧焊逆變器或稱為焊方法所要求性能的逆變器，即為弧焊逆變器或稱為逆變式弧焊電源。逆變式弧焊電源。v v弧焊逆變器的變流過程是：弧焊逆變器的變流過程是：工頻交流工頻交流 直流直流 高、高、中頻交流中頻交流 降壓降壓 交流并再次變成直流，必要交流并再次變成直流，必要時(shí)再把直流變成矩形波交流。時(shí)再把直流變成矩形波交流。v 因而在弧焊逆變器中可采用三種逆變體制。因而在弧焊逆變器中可采用三種逆變體制。 v (1)AC-DC-ACv (2) AC-DC-AC-DCv (3) AC-DC-AC-DC-AC(矩形波矩形波)（一）弧焊逆變器的特點(diǎn)（一）弧焊逆變器的特點(diǎn)v1. 省料、質(zhì)量輕、體積

12、小省料、質(zhì)量輕、體積小v2. 高效節(jié)能高效節(jié)能 效率可達(dá)效率可達(dá)8090，功率因數(shù)達(dá)，功率因數(shù)達(dá)0.99v3.改善了弧焊工藝性能改善了弧焊工藝性能v (1)因工作頻率高，所需的主回路中濾波電感值小，電磁慣因工作頻率高，所需的主回路中濾波電感值小，電磁慣性減小，易于獲得良好的動特性。性減小，易于獲得良好的動特性。v (2)可控性好，外特性、動特性等可按不同工藝要求來設(shè)計(jì)?？煽匦院茫馓匦?、動特性等可按不同工藝要求來設(shè)計(jì)。v (3)用作交流電源時(shí)可獲得較高頻率的矩形波，從而提高交用作交流電源時(shí)可獲得較高頻率的矩形波，從而提高交流電弧的穩(wěn)定性。流電弧的穩(wěn)定性。v v（二）弧焊逆變器的分類（二）弧焊逆

13、變器的分類v 弧焊逆變器根據(jù)它采用的大功率快速開關(guān)電子弧焊逆變器根據(jù)它采用的大功率快速開關(guān)電子元件的不同進(jìn)行分類。一般可把它分為晶閘管式元件的不同進(jìn)行分類。一般可把它分為晶閘管式弧焊逆變器、晶體管式弧焊逆變器和場效應(yīng)管式弧焊逆變器、晶體管式弧焊逆變器和場效應(yīng)管式弧焊逆變器及弧焊逆變器及IGBT式弧焊逆變器等四個(gè)種類。式弧焊逆變器等四個(gè)種類。v（三）弧焊逆變器的應(yīng)用（三）弧焊逆變器的應(yīng)用v 弧焊逆變器首先用于手弧焊，隨后因功率因數(shù)弧焊逆變器首先用于手弧焊，隨后因功率因數(shù)增大和性能提高，其用途不斷擴(kuò)大，現(xiàn)已逐步推增大和性能提高，其用途不斷擴(kuò)大，現(xiàn)已逐步推廣應(yīng)用于不熔化極氣體保護(hù)焊、熔化極氣體保護(hù)廣

14、應(yīng)用于不熔化極氣體保護(hù)焊、熔化極氣體保護(hù)焊、等離子弧焊、埋弧焊、脈沖弧焊、高頻脈沖焊、等離子弧焊、埋弧焊、脈沖弧焊、高頻脈沖弧焊等各種弧焊方法?；『傅雀鞣N弧焊方法。四、手弧焊電源的選擇與正確使用四、手弧焊電源的選擇與正確使用v1. 電源類型的選擇電源類型的選擇v 選擇電源類型主要根據(jù)被焊金屬材質(zhì)、焊條類型及焊件選擇電源類型主要根據(jù)被焊金屬材質(zhì)、焊條類型及焊件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。v2. 弧焊電源容量的選擇弧焊電源容量的選擇v 電源容量應(yīng)根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)所用材料、板厚范圍、結(jié)構(gòu)形電源容量應(yīng)根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)所用材料、板厚范圍、結(jié)構(gòu)形式等因素確定。此外，還應(yīng)考慮本部門在使用時(shí)的實(shí)際負(fù)載式等因素確定。此外，

15、還應(yīng)考慮本部門在使用時(shí)的實(shí)際負(fù)載持續(xù)率。持續(xù)率。v3. 弧焊電源的外部接線弧焊電源的外部接線v 外部接線系指電源與外電網(wǎng)的連接，以及與焊件、焊把外部接線系指電源與外電網(wǎng)的連接，以及與焊件、焊把的連接。的連接。 4. 電源使用與保養(yǎng)電源使用與保養(yǎng)v（1）手弧焊電源的使用）手弧焊電源的使用 1）應(yīng)按電源銘牌上規(guī)定的技術(shù)數(shù)據(jù)使用，不得超）應(yīng)按電源銘牌上規(guī)定的技術(shù)數(shù)據(jù)使用，不得超載。載。v 2）電源機(jī)殼應(yīng)接地，接地線截面積應(yīng)不小于）電源機(jī)殼應(yīng)接地，接地線截面積應(yīng)不小于6mm2 。v 3）調(diào)節(jié)電流或變化極性時(shí)，最好在空載狀態(tài)下進(jìn)）調(diào)節(jié)電流或變化極性時(shí)，最好在空載狀態(tài)下進(jìn)行。行。v 4）電源不允許長時(shí)間短

16、路，特別注意在非焊接時(shí)）電源不允許長時(shí)間短路，特別注意在非焊接時(shí)間內(nèi)不要使焊鉗與工件直接接觸而造成短路。間內(nèi)不要使焊鉗與工件直接接觸而造成短路。v 5）電源使用前應(yīng)檢查是否完好，導(dǎo)線連接處與接）電源使用前應(yīng)檢查是否完好，導(dǎo)線連接處與接地處是否牢固。地處是否牢固。（2）弧焊電源的保養(yǎng)）弧焊電源的保養(yǎng)v 1）電源應(yīng)放在通風(fēng)干燥處。）電源應(yīng)放在通風(fēng)干燥處。v 2）使用后應(yīng)用帆布罩蓋好，以防灰塵或雨）使用后應(yīng)用帆布罩蓋好，以防灰塵或雨水侵入內(nèi)部。水侵入內(nèi)部。v 3）移動電源時(shí)，不應(yīng)使之受劇烈振動。）移動電源時(shí)，不應(yīng)使之受劇烈振動。v 4）應(yīng)經(jīng)常給調(diào)節(jié)電流的機(jī)械機(jī)構(gòu)加潤滑油。）應(yīng)經(jīng)常給調(diào)節(jié)電流的機(jī)械機(jī)構(gòu)

17、加潤滑油。v 5）應(yīng)經(jīng)常檢查焊接電纜和接線板是否損壞，）應(yīng)經(jīng)常檢查焊接電纜和接線板是否損壞，并及時(shí)修理好。并及時(shí)修理好。v 五、手弧焊工具五、手弧焊工具v1. 焊鉗焊鉗 v 焊鉗的作用是夾持焊條和傳導(dǎo)電流，它也被稱為焊把，焊鉗的作用是夾持焊條和傳導(dǎo)電流，它也被稱為焊把，其構(gòu)造如圖其構(gòu)造如圖2-47所示。所示。v 電焊鉗的構(gòu)造好壞，對焊接質(zhì)量影響很大，為此對焊鉗的電焊鉗的構(gòu)造好壞，對焊接質(zhì)量影響很大，為此對焊鉗的要求是：導(dǎo)電性能好、重量輕、夾持焊條牢以及裝換焊條方要求是：導(dǎo)電性能好、重量輕、夾持焊條牢以及裝換焊條方便等。便等。v2. 面罩和護(hù)目鏡面罩和護(hù)目鏡v 面罩的作用是保護(hù)焊工的面部免受強(qiáng)烈

18、的電弧光和金屬面罩的作用是保護(hù)焊工的面部免受強(qiáng)烈的電弧光和金屬飛濺的灼傷。面罩有手持式和頭戴式兩種形式，見圖飛濺的灼傷。面罩有手持式和頭戴式兩種形式，見圖2-48。面罩是由輕而堅(jiān)韌的纖維紙板制成的。面罩是由輕而堅(jiān)韌的纖維紙板制成的。v 護(hù)目鏡的作用是減弱電弧光的強(qiáng)度，并過慮紅外護(hù)目鏡的作用是減弱電弧光的強(qiáng)度，并過慮紅外線和紫外線。焊接時(shí)通過面罩上的護(hù)目鏡可以清楚地線和紫外線。焊接時(shí)通過面罩上的護(hù)目鏡可以清楚地觀察焊接熔池的情況，掌握焊接過程而不會使眼睛受觀察焊接熔池的情況，掌握焊接過程而不會使眼睛受弧光灼傷。弧光灼傷。v3.電焊條保溫筒電焊條保溫筒v 保溫筒的作用：密封焊條、隔離外界潮濕空氣的作保溫筒的作用：密封焊條、隔離外界潮濕空氣的作用。用。v 保溫筒有立式和臥式兩種（保溫筒有立式和臥式兩種（圖圖2-49），分別可裝），分別可裝2kg和和3kg的電焊條。的電焊條。v 手弧焊常用的輔助用具還有鋼