逆變焊機(jī)原理培訓(xùn)教程

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1、 第一章 焊接概述 焊接是一種不可拆卸的連接方法，是金屬熱加工方法之一。焊接與鑄造、鍛壓、熱處理、金屬切削等加工方法一樣，是機(jī)器制造、石油化工、礦山、冶金、航空、航天、造船、電子、核能等工業(yè)部門中的一種基本生產(chǎn)手段。沒有現(xiàn)代焊接技術(shù)的發(fā)展，就沒有現(xiàn)代的工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。 第一節(jié) 焊接的種類 焊接：是指通過適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)過程（加熱或加壓） ，使兩個(gè)工件產(chǎn)生原子 (或分子 ) 之間結(jié)合力而連成一體的加工方法。 一、焊接方法的分類 一焊條電弧焊（ ARC ） 一熔 化 極一一埋弧焊 一 CO 2 電弧焊（ MAG ） 氬氣電弧

2、焊（ MIG ） 一電弧焊一 一鎢極氬弧焊（ TIG ） 一非熔化極一一原子氫焊 一等離子弧焊 一熔化焊接一 螺柱焊 一氧氫 一氣 焊一一氧乙炔 一空氣乙炔 一鋁熱焊 一電渣焊 基本焊接方法一 一電子束焊 一激光焊 一電阻點(diǎn)、縫焊 一電阻對(duì)焊 一冷壓焊 一壓力焊接一一超聲波焊 一爆炸焊 一鍛焊 一擴(kuò)散焊 一磨擦焊 一火焰釬焊 一感應(yīng)釬焊 一釬 焊一一爐釬焊 一鹽浴釬焊 一電子束釬焊 第 1 頁 共 47

3、頁 二、焊接方法的特點(diǎn) 1、 焊接過程的本質(zhì) 就是采用加熱、加壓或兩者并用的辦法，使兩個(gè)分離表面的金屬原子之間接達(dá)到 晶格距離并形成結(jié)合力。 按照焊接過程中金屬所處的狀態(tài)不同， 可以把焊接方法分為熔焊、壓焊和釬焊三類。 2、熔焊： 是在焊接過程中，將焊接接頭加熱至熔化狀態(tài)，不加壓完成焊接的方法。 3、壓焊： 是在焊接過程中，對(duì)焊件施加壓力（加熱或不加熱， ）以完成焊接的方法。 4、釬焊： 是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料，將焊件和釬料加熱至高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔點(diǎn) 的溫度，利用液態(tài)釬潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并母材互相

4、擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)聯(lián)接焊件的方法。 二、電弧焊 1、什么是電?。? 電在空氣中流動(dòng)引發(fā)氣體放電產(chǎn)生的一種發(fā)光放熱現(xiàn)象。 2、什么是電弧焊： 是指用電弧供給加熱能量，使工件熔合在一起，達(dá)到原子間接合的焊接方法。電弧焊是焊接方法中應(yīng)用最為廣泛的一種。據(jù)一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的統(tǒng)計(jì)，電弧焊在焊接生產(chǎn)總量中所占比例一般都在 60%以上。根據(jù)其工藝特點(diǎn)不同，電弧焊可分為焊條電弧焊、埋弧焊、氣體保護(hù)電弧焊和等離子弧焊等多種。 四、四種常用的弧焊方式 １、 手弧焊： 使用焊鉗夾住焊條進(jìn)行焊接的方法； ２、 氬弧焊： 用工業(yè)鎢或活性鎢作

5、不熔化電級(jí)，惰性氣體氬氣作保護(hù)氣的焊接方法。簡(jiǎn)稱 TIG 。 ３、 二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊： 用金屬焊絲作為熔化電極，惰性氣體（ CO2）作保護(hù)的弧焊 接方法。簡(jiǎn)稱 MIG 。 ４、 埋弧焊： 在顆粒助焊劑層下，利用焊絲與母材間電弧的熱量，進(jìn)行焊接的焊接方法。 第 2 頁 共 47 頁 第二節(jié) 手工電弧焊 一、概述 手工電弧焊，簡(jiǎn)稱手弧焊。它利用焊條與工件之間建立起來的穩(wěn)定燃燒的電弧，使焊條和工件熔化，從而獲得牢固的焊接接頭。 在焊接過程中，藥皮不斷地分解、熔化而生成氣體及熔渣，保護(hù)

6、焊條端部、電弧溶池以及其附近區(qū)域，以防止熔化金屬氧化，焊條芯棒也在電弧作用下不斷熔化，進(jìn)入溶池，構(gòu)成焊縫填充金屬。也有焊條藥皮摻合金粉末，提高焊縫的機(jī)械性能。二、 ZX7 系列焊機(jī)的一次電線截面計(jì)算 。 一次接線盒及空氣開關(guān)的容量大?。ǜ鶕?jù)額定容量測(cè)算） 。一次線截面計(jì)算： 三、焊機(jī)面板上旋鈕的調(diào)節(jié)方法和作用 詳見說明書 。 四、手工電弧焊電流選擇 1、 根據(jù)焊接金屬材質(zhì)、焊條類型、焊接結(jié)構(gòu)來選擇。 2、 根據(jù)焊接結(jié)構(gòu)所用的材料，板結(jié)構(gòu)形式等因素確定所需電流的大小。 3、影響電流選擇的其他因素（效率、電網(wǎng)容量、場(chǎng)地設(shè)施、噪音、

7、維修、重量）用電 量等因素。 五、電焊條的分類 一般按藥皮成份分類為 10 種類型 ，現(xiàn)列三種常用焊條舉例說明如下： J422 型 該焊條引弧容易電弧穩(wěn)定飛濺小，熔深較淺，熔渣復(fù)蓋性好，脫渣容易，焊縫波紋特別美觀，適用于全位置和薄板焊接，但塑性和裂性較差，能適用于一般低碳鋼和同等強(qiáng)度的低合金鋼焊接。氧化鈦鈣型藥皮，交直流兩用。焊縫金屬抗熱強(qiáng)度不低于 420Mpa（42Kg/m ㎡）。結(jié)構(gòu)鋼焊條（表示用途類型） J507 型 該焊條熔渣流動(dòng)性，其工藝性較好，能全位置焊，焊縫金屬抗裂性能和機(jī)械性能 較好，適用于焊接重要結(jié)構(gòu)件，受壓容量 16MnR 及

8、中碳鋼及低合金鋼重要構(gòu)件。低氫鈉型藥皮，直流焊縫金屬抗拉強(qiáng)度不低于 500Mpa。結(jié)構(gòu)鋼焊條 A117 型 該焊條為低氫型不銹鋼焊條，適用于鉻 18 鎳 9 不銹鋼結(jié)構(gòu)。低氫型藥皮 --- 直流。同一等級(jí)焊縫化學(xué)成分中的不同牌號(hào)。 焊縫金屬主要化學(xué)成分類型 Cr18%Ni8% ； 奧氏體不銹鋼焊條。 六、電弧焊工藝 1、 焊條牌號(hào)及直徑。主要取決于材料性質(zhì)，焊件的厚度，接頭形式焊縫位置，焊縫參 數(shù)等因素。焊條直徑與板厚關(guān)系如下表： 焊件厚度（㎜） ＜ 4 4 ～ 8 ＞ 8 ～ 12 ＞ 12 焊條直徑（ ф ㎜） ≤ 3.5 ф

9、 3 ～ 4 ф 4 ～ 5 ф 5 ～ 6 第 3 頁 共 47 頁 2、 焊接電流：焊接電流的大小，主要根據(jù)焊條類型，焊條直徑，焊件厚度以及接頭型 式焊縫位置及層次等因素， 結(jié)構(gòu)鋼焊條平焊位置時(shí)， 焊接電流可根據(jù)下列經(jīng)驗(yàn)公式來初選。 I=Kd I——焊接電流 K ——經(jīng)驗(yàn)系數(shù) d——焊條直徑 焊接電流經(jīng)驗(yàn)系數(shù)和焊條直徑關(guān)系： 焊條直徑（㎜） ф 1.6 ф2 ～ 2.5 ф 3.3 ф4 ～ 6 經(jīng)驗(yàn)系數(shù) 20 ～ 25 25 ～ 30 30 ～ 40 40 ～ 50 （

10、A/mm ） 立焊、橫焊、仰焊時(shí)焊接電流應(yīng)比平焊電流小 10 ～ 20%，角焊時(shí)應(yīng)比平焊位置時(shí)大 10 ～ 20%。合金鋼焊條、不銹鋼焊條，由于電阻大熱膨脹系數(shù)高，若電流大則焊接過程中焊條容易發(fā)紅造成藥皮脫落，影響焊接質(zhì)量，因此電流要適當(dāng)減小。 3、 焊接輸出的連接方法 堿性焊條施焊時(shí)應(yīng)采用直流反接法。 酸性焊條施焊時(shí)應(yīng)采用直流正接法。 七、手工電弧焊操作過程： 1、 引弧 將焊條與工件短路然后向上拉起焊條以引燃電弧稱為點(diǎn)拉式引弧。將焊條端部在金屬表面輕輕劃擦后提起焊條以引燃電弧叫擦引弧。 2、 焊接過程 電弧引燃后，一方面要仔細(xì)觀察

11、熔池狀態(tài)，始終保持熔池大小不變， 不斷調(diào)整焊條角度控制弧長(zhǎng)保持熔池金屬不致外溢，另一方面要保持電弧沿焊接方向作勻速直線移動(dòng)只有保持熔池大小和焊接電弧移動(dòng)速度始終不變，才能獲得均勻一致的焊縫。 3、 收弧 焊接結(jié)束時(shí)如果直接拉斷電弧則會(huì)形成弧坑，弧坑會(huì)產(chǎn)生氣孔裂縫降低焊縫接頭的強(qiáng)度，為此要采取下列措施。 （ 1） 當(dāng)電弧移至焊縫終端時(shí)， 稍稍停留或者回焊一小段拉斷電弧， 此法適用于堿性焊條。 （ 2）當(dāng)電弧移至焊縫終端時(shí)，采用反復(fù)熄弧、引弧法，填滿弧坑。 （ 3）重要結(jié)構(gòu)焊縫采用收弧板，使電弧在收弧板上運(yùn)行一般后再拉斷電弧。 在焊接過程中要獲得高質(zhì)量

12、的焊縫，必須要有三個(gè)共同的要求： a、合適的工藝規(guī)范 b、正確的焊條角度 c、適當(dāng)?shù)倪\(yùn)條方法 第三節(jié) 鎢極氬弧焊 一、概述： 第 4 頁 共 47 頁 1、鎢極氬弧焊就是以氬氣作為保護(hù)氣體，鎢極作為不熔化極，借助鎢電極與焊件之間產(chǎn) 生的電弧，加熱熔化母材（同時(shí)添加焊絲也被熔化）實(shí)現(xiàn)焊接的方法。氬氣用于保護(hù)焊縫金屬和鎢電極熔池，在電弧加熱區(qū)域不被空氣氧化。 2、一般氬弧焊的優(yōu)點(diǎn)： (1) 能焊接除熔點(diǎn)非常低的鋁錫外的絕大多數(shù)的金屬和合金。 (2) 交流氬弧焊能焊接化學(xué)性質(zhì)比較活潑和易形成氧化膜的鋁及鋁鎂合金。

13、 (3) 焊接時(shí)無焊渣、無飛濺。 (4) 能進(jìn)行全方位焊接，用脈沖氬弧焊可減小熱輸入，適宜焊0.1mm 不銹鋼 (5) 電弧溫度高、熱輸入小、速度快、熱影響面小、焊接變形小。 (6) 填充金屬和添加量不受焊接電流的影響。 3、氬弧焊適用焊接范圍 適用于碳鋼、合金鋼、不銹鋼、難熔金屬鋁及鋁鎂合金、銅及銅合金、鈦及鈦合 金，以及超薄板 0.1mm，同時(shí)能進(jìn)行全方位焊接， 特別對(duì)復(fù)雜焊件難以接近部位等等。二、鎢極氬弧焊焊機(jī)的組成 1、本公司氬弧焊機(jī)的型號(hào)（見圖表） 、編制方法、文字說明。 2、焊機(jī)的部件（焊機(jī)、焊槍、氣、水、電） 、地線及地線鉗、

14、鎢極。 3、焊機(jī)的連接方法（以 WSM 系列為例） (1) 焊機(jī)的一次進(jìn)線，根據(jù)焊機(jī)的額定輸入容量配制配電箱，空氣開關(guān)的大小，一次線的截面。 (2) 焊機(jī)的輸出電壓計(jì)算方法： U=10+0.04I (3) 焊機(jī)極性，一般接法：工件接正為正極性接法；工件接負(fù)為負(fù)極性接法。鎢極氬弧焊一定要直流正極性接法：焊槍接負(fù)，工件接正。 (4) 水源接法、氬氣接法 三、焊槍的組成（水冷式、氣冷式） ： 手把、連接件、電極夾頭、噴嘴、氣管、水管、電纜線、導(dǎo)線。 四、氬氣的作用、流量大小與

15、焊接關(guān)系、調(diào)節(jié)方法。 1、 氬氣屬于惰性氣體，不易和其它金屬材料、氣體發(fā)生反應(yīng)。而且由于氣流有冷卻作 用，焊縫熱影響區(qū)小，焊件變形小。是鎢極氬弧焊最理想的保護(hù)氣體。 2、 氬氣主要是對(duì)熔池進(jìn)行有效的保護(hù)， 在焊接過程中防止空氣對(duì)熔池侵蝕而引起氧化， 同時(shí)對(duì)焊縫區(qū)域進(jìn)行有效隔離空氣，使焊縫區(qū)域得到保護(hù)，提高焊接性能。 3、 調(diào)節(jié)方法是根據(jù)被焊金屬材料及電流大小，焊接方法來決定的：電流越大，保護(hù)氣 越大。?；顫娫夭牧希Ｗo(hù)氣要加強(qiáng)加大流量。具體見下表： 板厚 電流大小 氣體流量 第 5 頁 共 47 頁 (mm) （A ） 不

16、銹鋼 鋁 銅 鈦 0.3～0.5 10～40 4 6 6 6 0.5～1.0 20～40 4 6 6 6 1.0～2.0 40～70 4～6 8～10 8～ 10 6～ 8 2.0～3.0 80～130 8～10 10～12 10～12 8～10 3.0～4.0 120～170 10～12 10～15 10～15 10～ 12 >4.0 160～200 10～14 12～18 12～18 12～ 14 14～ 18 氬氣太小，保護(hù)效果差，被焊金屬有嚴(yán)重氧化現(xiàn)象。氬氣太大

17、，由于氣流量大而產(chǎn)生 紊流，使空氣被紊流氣卷入溶池，產(chǎn)生溶池保護(hù)效果差，焊縫金屬被氧化現(xiàn)象。所以流量 一定要根據(jù)板厚、電流大小、焊縫位置、接頭型式來定。具體以焊縫保護(hù)效果來決定，以 被焊金屬不出現(xiàn)氧化為標(biāo)準(zhǔn)。 五、鎢極 1、 鎢極是高熔點(diǎn)材料，熔點(diǎn)為 3400℃，在高溫時(shí)有強(qiáng)烈的電子發(fā)射能力，并且鎢極有 很大的電流載流能力。鎢極載流能力見下表： 電極 直流正接法時(shí) φ 1.0 20～ 80A φ 1.6 50～160A φ 2.0 100～ 200A φ 3.0 200～ 300A φ 4.0 300～ 400A φ 5.0

18、420～ 520A φ 6.0 450～ 550A 2、 鎢極表面要光滑，端部要有一定磨尖 ，同心度要好，這樣焊接時(shí)高頻引弧好、電弧穩(wěn)定性好，溶深深，溶池能保持一定，焊縫成形好，焊接質(zhì)量好。 3、 如果鎢極表面燒壞或表面有污染物、裂紋、縮孔等缺陷時(shí)，這樣焊接時(shí)高頻引弧困難，電弧不穩(wěn)定，電弧有漂移現(xiàn)象，熔池分散，表面擴(kuò)大，熔深淺，焊縫成形差，焊 接質(zhì)量差。 4、鎢極直徑大小是根據(jù)材料厚度、材料性質(zhì)、電流大小、接頭形式來決定，見下表： 板厚（ mm） 鎢極直徑（ mm） 焊接電流 (A) 0.5 φ1.0 35～ 40 0.8 φ1.0 35～ 5

19、0 1.0 φ1.6 40～ 70 1.5 φ1.6 50～ 85 2.0 φ 2.0～ 2.5 50～130 3.0 φ 2.5～ 3.0 120～ 150 六、焊絲 焊絲選擇要根據(jù)被焊材料來決定， 一般以母材的成分性質(zhì)相同為準(zhǔn)。 焊接重要結(jié)構(gòu)時(shí)，由于高溫要燒損合金元素，所以選擇焊絲一定要高于母材料，把焊絲熔入熔池來補(bǔ)充合金 第 6 頁 共 47 頁 元素?zé)龘p。 鎢極氬弧焊，一種方法可以不添絲自熔，熔化被焊母材；另一種要添加焊絲，電極熔 化金屬，同時(shí)焊絲熔入熔池，冷卻后形成焊縫。 不銹鋼焊接時(shí)，焊絲與板厚和電流大

20、小關(guān)系見下表： 板厚 (mm) 電流 (A) 焊絲直徑 (mm) 0.5 30～50 φ1.0 0.8 30～50 φ1.0 1.0 35～60 φ1.6 1.5 45～80 φ1.6 2.0 75～120 φ2.0 3.0 110～140 φ2.0 隨著板厚增加、電流增大、焊絲直徑增粗 鋁及鋁合金焊接時(shí)，焊絲與板厚、電流大小關(guān)系見下表： 板厚 (mm) 電流 (A) 鎢極直徑 (mm) 焊絲直徑 (mm) 氣流量 1 60～90/110～140 φ1.0～1.6 4～6 6～8 1.5

21、 70～100/130～ 160 φ2.0 2 90～120/150～ 180 φ2.0～3.0 φ 2.0 6～ 8 8～ 10 3 120～180/170～220 φ3.0～4.0 8～ 12 4 140～200/190～260 φ3.0 ～ 4.0 φ 2.5 8～12 10～14 6 160～220/200～300 φ4.0～5.0 φ 3.0 10～18 12～ 20 七、 WSM （ WSE ）系列焊機(jī)面板上的各種旋鈕和調(diào)節(jié)方法，見說明書。 八、直流氬弧焊與脈沖氬弧焊的區(qū)別： 1、 直流氬弧焊，即在直流

22、正極性接法下以氬氣為保護(hù)氣，借助電極與焊件之間的電弧在一定的要求下（焊接電流） ，加熱熔化母材，添加焊絲時(shí)焊絲也一同熔入熔池，冷卻形成的焊縫。 2、 脈沖氬弧焊，除直流鎢極氬弧焊的規(guī)范外，還可獨(dú)立地調(diào)節(jié)峰值電流、基值電流、脈沖寬度、脈沖周期或頻率等規(guī)范參數(shù)，它與直流氬弧焊相比優(yōu)點(diǎn)如下： （1） 增大焊縫的深寬比，在不銹鋼焊接時(shí)可將熔深寬增大到 2：1 （2） 防止燒穿、在薄板焊接或厚板打底焊時(shí)，借助峰值電流通過時(shí)間，將焊件焊透，在熔池明顯下陷之前即轉(zhuǎn)到基值電流，使金屬凝固。而且有小電流維持電弧直至下一次峰值電流循環(huán)。 （3） 減小熱影響區(qū)，焊接熱敏感材料時(shí)，減小脈沖電流

23、通過時(shí)間和基值電流值，能把熱 影響區(qū)范圍降低到最小值，這樣焊接變形小。 （4） 增加熔池的攪拌作用，在相同的平均電流值時(shí)，脈沖電流的峰流值比恒定電流大，因此電弧力大， 攪拌作用強(qiáng)烈， 這樣有助于減少接頭底部可能產(chǎn)生氣孔和不熔合現(xiàn)象。在小電流焊接時(shí)，較大的脈沖電流峰值電流增強(qiáng)了電弧挺度，消除了電弧漂移現(xiàn)象。 九、焊前準(zhǔn)備和焊前清洗： 1、檢查焊機(jī)的接線是否符合要求。 2、水、電、氣是否接通，并按要求全部連接好，不能松動(dòng)。 第 7 頁 共 47 頁 3、對(duì)母材進(jìn)行焊前檢查并清洗表面。 4、用工具清洗，即用刷子或砂紙徹底清除母材表面水、油、

24、氧化物等。 5、重要結(jié)構(gòu)用化學(xué)清洗法，清洗表面的水、油、高熔點(diǎn)氧化膜、氧化物污染。簡(jiǎn)單用 丙酮清洗，或用燒堿硫酸等方法清洗。 6、工作場(chǎng)所的清理，不能有易燃、易爆物 ,采取避風(fēng)措施等。 十、焊接規(guī)范參數(shù) 鎢極氬弧焊參數(shù)主要是電流、氬氣流量、鎢極直徑、板的厚度、接頭型式等不銹鋼氬弧規(guī)范列表如下： 板材厚度 鎢極直徑 焊絲直徑 接頭型式 焊接電流 氣體流量 0.5 1.0 1.0 平對(duì)接 35-40A 4-6 0.8 1.0 1.0 添加絲 35-45A 4-6 1.0 1.6 1.6 40-70A 5-8 1.

25、5 1.6 1.6 50-85A 6-8 2.0 2-2.5 2.0 80-130A 8-10 3.0 2.5-3 2.25 120-150A 10-12 交流鋁合金規(guī)范參數(shù)如下： 板材厚度 鎢極直徑 焊絲直徑 接頭型式 焊接電流 氣體流量 <1.0 1.0-1.5 1.0-2.0 平對(duì)接 60-90A 4-6 1.5 2.0-2.5 2.0 添加絲 70-100A 6-8 2.0 2.0-3.0 2.0-2.5 90-120A 8-10 3.0 3.0-4.0 2.5-3.0

26、 120-180A 10-12 4.0 3.0-4.0 2.5-3.0 140-200A 12-14 6.0 4.0-5.0 3.0-4.0 160-220A 14-16 十一、焊接操作 1、焊前 檢查設(shè)備、水、氣、電路是否正常，焊件和焊槍接法是否符合要求，規(guī)范參數(shù)是否調(diào)試妥當(dāng)，全部正常后，接通電源、水源、氣源。 2、焊接 把焊槍的鎢極端部對(duì)準(zhǔn)焊縫起焊點(diǎn)， 鎢極與工件之間距離為 1-3mm 按下焊開關(guān)，提前送氣，高頻放電引弧，焊槍保持 70 -80傾角，焊絲傾角為 11-20焊槍作直線勻速移動(dòng)，并在移動(dòng)過程中觀察熔池，焊絲的送進(jìn)速度

27、與焊接速度要匹配，焊 絲不能與鎢極接觸，以免燒壞鎢極，焊槍。同時(shí)根據(jù)焊縫金屬顏色，來判定氬氣保護(hù)效果的好壞。 3、收弧的方法： （1） 焊接結(jié)束時(shí)，焊縫終端要多添加些焊絲金屬來填滿弧坑。熄滅電弧后，在熄弧處 多停留一段時(shí)間，使焊縫終端得到充分氬氣保護(hù)，防止氧化。 （2） 利用焊機(jī)的電流衰減裝置， 在焊縫終端結(jié)束前關(guān)閉控制按鈕， 此時(shí)電弧繼續(xù)燃燒， 焊接繼續(xù)，直至電弧熄滅，保證了焊縫端部不至于燒穿，保證了焊縫質(zhì)量。 （3） 重要結(jié)構(gòu)的焊接件，焊縫的兩端要加裝引弧板和熄弧板。焊接引弧在引弧板上進(jìn)行，熄弧在熄弧板上進(jìn)行，保證了焊縫前點(diǎn)和終端的質(zhì)量。 第

28、四節(jié) CO2 氣體保護(hù)焊 第 8 頁 共 47 頁 一、 CO2 電弧焊的特點(diǎn)和應(yīng)用 CO2 電弧焊是一種高效率的焊接方法， 以 CO2 氣體作保護(hù)氣體， 依靠焊絲與焊件之間的電弧來熔化金屬的氣體保護(hù)焊的方法稱 CO2 焊。這種焊接法都采用焊絲自動(dòng)送絲， 敷化金屬量大，生產(chǎn)效率高，質(zhì)量穩(wěn)定。因此，在國(guó)內(nèi)外獲得廣泛應(yīng)用，與其它電弧焊相比有以下特點(diǎn)： 1、 生產(chǎn)效率高 CO2 電弧焊穿透力強(qiáng)，熔深大、而且焊絲熔化率高，所以熔敷速度快、 生產(chǎn)效率可比手工電弧焊高 3 倍。 2、 焊接成本低 CO2 焊的成本只有埋弧焊與手工電弧焊成

29、本的 40%-50%。 3、 消耗能量低 CO2 電弧焊和藥皮焊條相比 3mm 厚鋼板對(duì)接焊縫，每米焊縫的用電降 低 30%，25mm 鋼板對(duì)接焊縫時(shí)用電降低 60% 。 4、 適用范圍寬 不論何種位置都可以進(jìn)行焊接， 薄板可焊到 1mm，最厚幾乎不受限制（采 用多層焊）。而且焊接速度快、變形小。 5、 抗銹能力強(qiáng) 焊縫含氫量低抗裂性能強(qiáng)。 6、 焊后不需清渣，引弧操作便于監(jiān)視和控制，有利于實(shí)現(xiàn)焊接過程機(jī)械化和自動(dòng)化。 我國(guó)在 CO2 焊接設(shè)備、焊接材料、焊接工藝方面已取得了很大的成就。 CO2 電弧焊接 在我國(guó)的造船、機(jī)車、汽車制造、石油化工、

30、工程機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械中獲得廣泛應(yīng)用。 二、焊機(jī)的型號(hào)和連接方法 1、 我公司 CO2 焊機(jī)型號(hào)（見文字說明表） 2、 面板上的旋鈕作用與調(diào)節(jié)方法， （見說明書） 3、 連接方法 水、電、氣、焊槍（見說明書） 4、 焊槍的構(gòu)造及軟管、導(dǎo)電嘴、噴嘴。 5、 焊機(jī)可能發(fā)生的故障及排除方法（見說明書） 三、焊接材料 1、 CO2 保護(hù)氣體 CO2 有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種狀態(tài)。瓶裝液態(tài) CO2 是 CO2 焊接的主要保護(hù)氣源。液 態(tài) CO2 是無色液體，其密度隨溫度變化而變化。當(dāng)溫度低于 -11℃時(shí)密度比水大，當(dāng)溫度高于 -11℃時(shí)則密度比水小。

31、由于 CO2 由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)的沸點(diǎn)很低為 -78℃，所以工業(yè)焊接用 CO2 都是液態(tài)。在常溫下能自己氣化。 CO2 氣瓶漆成黑色標(biāo)有“ CO2”黃色字樣。 2、 焊絲 CO2 氣體保護(hù)焊對(duì)焊絲化學(xué)成分的要求： （1）焊絲必須含有足夠數(shù)量的脫氧元素以減少焊縫金屬中的含氧量和防止產(chǎn)生氣體。 （2）焊絲的含碳量要低，通常要求＜ 0.11%，這樣可減少氣孔和飛濺。 （3）保證焊縫金屬具有滿意的機(jī)械性能和抗裂性能。 目前生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的焊絲為 H08Mn2SiA 焊絲，該焊絲有較好的工藝性能、機(jī)械性能及抗熱裂紋能力，適用于焊接低碳鋼、屈服極限＜ 500Mpa 的低合金

32、鋼和經(jīng)焊后熱處理抗拉強(qiáng)度＜ 1200Mpa 的低合金高強(qiáng)鋼。 焊絲表面的清潔程度影響到焊縫金屬中含氫量。焊接重要結(jié)構(gòu)應(yīng)采用機(jī)械、化學(xué)或加熱辦法清除焊絲表面的水分和污染物。 3、 藥芯焊絲 （1）由于藥芯成分改變了純 CO2 電弧的物理化學(xué)性質(zhì)， 因而飛濺小且飛濺顆粒容易清除， 第 9 頁 共 47 頁 又因熔池表面蓋有熔渣，焊縫成形類似手工弧焊。焊縫較實(shí)芯焊絲電弧焊美觀。 （ 2）與手工焊相比由于 CO2 電弧耐熱效率高加上電流密度比手工弧焊大，生產(chǎn)效率可為手工弧焊的 3—5 倍。 （ 3）調(diào)整藥芯成分就可焊不同的鋼種，而不象冶煉實(shí)芯絲

33、那樣復(fù)雜。 （ 4）由于熔池受到 CO2 氣體和熔渣二方面的保護(hù)，所以抗氣孔能力比實(shí)芯焊絲能力強(qiáng)。四、焊接規(guī)范選擇 1、 短路過渡焊接 CO2 電弧焊中短路過渡應(yīng)用最廣泛，主要用于薄板及全位置焊接，規(guī)范參數(shù)為電弧電 壓焊接電流、焊接速度、焊接回路電感、氣體流量及焊絲伸出長(zhǎng)度等。 （ 1）電弧電壓和焊接電流，對(duì)于一定的焊絲直徑及焊接電流（即送絲速度） ，必須匹配合 適的電弧電壓，才能獲得穩(wěn)定的短路過渡過程，此時(shí)的飛濺最少。 不同直徑焊絲的短路過渡時(shí)參數(shù)如表： 焊絲直徑（㎜） 0.8 1.2 1.6 電弧電壓（ V ） 18 19 2

34、0 焊接電流（ A ） 100-110 120-135 140-180 （ 2） 焊接回路電感，電感主要作用： a 調(diào)節(jié)短路電流增長(zhǎng)速度 di/dt, di/dt 過小發(fā)生大顆粒飛濺至焊絲大段爆斷而使電弧熄滅， di/dt 過大則產(chǎn)生大量小顆粒金屬飛濺。 b 調(diào)節(jié)電弧燃燒時(shí)間控制母材熔深。 c 焊接速度。焊接速度過快會(huì)引起焊縫兩側(cè)吹邊，焊接速度過慢容易發(fā)生燒穿和焊縫組織粗大等缺陷。 d 氣體流量大小取決于接頭型式板厚、焊接規(guī)范及作業(yè)條件等因素。通常細(xì)絲焊接時(shí)氣流量為 5-15 L/min ，粗絲焊接時(shí)為 20-25 L/min。 e 焊絲伸長(zhǎng)度。合適

35、的焊絲伸出長(zhǎng)度應(yīng)為焊絲直徑的 10-20 倍。焊接過程中，盡量保持在 10-20 ㎜范圍內(nèi)，伸出長(zhǎng)度增加則焊接電流下降， 母材熔深減小， 反之則電流增大熔深增加。電阻率越大的焊絲這種影響越明顯。 f 電源極性。 CO2 電弧焊一般采用直流反極性時(shí)飛濺小，電弧穩(wěn)定母材熔深大、成型好，而且焊縫金屬含氫量低。 2、 細(xì)顆粒過渡。 （ 1） 在 CO2 氣體中，對(duì)于一定的直徑焊絲， 當(dāng)電流增大到一定數(shù)值后同時(shí)配以較高的電弧壓，焊絲的熔化金屬即以小顆粒自由飛落進(jìn)入熔池，這種過渡形式為細(xì)顆粒過渡。細(xì)顆粒過渡時(shí)電弧穿透力強(qiáng)母材熔深大，適用于中厚板焊接結(jié)構(gòu)。細(xì)顆粒過渡焊接時(shí)也采用直流反接法。

36、 （ 2） 達(dá)到細(xì)顆粒過渡的電流和電壓范圍： 焊絲直徑（ mm） 電流下限值（ A ） 電弧電壓（ V ） 1.2 300 34- 35 1.6 400 2.0 500 隨著電流增大電弧電壓必須提高，否則電弧對(duì)熔池金屬有沖刷作用，焊縫成形惡化，適當(dāng)提高電弧電壓能避免這種現(xiàn)象。然而電弧電壓太高飛濺會(huì)顯著增大，在同樣電流下，隨焊絲直徑增大電弧電壓降低。 CO2 細(xì)顆粒過渡和在氬弧焊中的噴射過渡有著實(shí)質(zhì)性差別。氬弧焊中的噴射過渡是軸向的 ,而 CO2 中的細(xì)顆粒過渡是非軸向的，仍有一定金屬飛 第 10 頁 共 47 頁 濺。另外氬弧

37、焊中的噴射過渡界電流有明顯較變特征。 （尤其是焊接不銹鋼及黑色金屬）而細(xì)顆粒過渡則沒有。 3、 減少金屬飛濺措施： （1） 正確選擇工藝參數(shù)，焊接電弧電壓：在電弧中對(duì)于每種直徑焊絲其飛濺率和焊接電流之間都存在著一定規(guī)律。在小電流區(qū)，短路過渡飛濺較小，進(jìn)入大電流區(qū)（細(xì)顆粒過渡區(qū)）飛濺率也較小。 （2） 焊槍角度：焊槍垂直時(shí)飛濺量最少，傾向角度越大飛濺越大。焊槍前傾或后傾最好 不超過 20 度。 （3） 焊絲伸出長(zhǎng)度：焊絲伸出長(zhǎng)對(duì)飛濺影響也很大，焊絲伸出長(zhǎng)度從 20 增至 30 ㎜，飛 濺量增加約 5%，因而伸出長(zhǎng)度應(yīng)盡可能縮短。 4、 保護(hù)氣體種類不同其

38、焊接方法有區(qū)別。 （1） 利用 CO2 氣體為保護(hù)氣的焊接方法為 CO2 電弧焊。在供氣中要加裝預(yù)熱器。因?yàn)橐簯B(tài) CO2 在不斷氣化時(shí)吸收大量熱能，經(jīng)減壓器減壓后氣體體積膨脹也會(huì)使氣體溫度下降，為了防止 CO2 氣體中水分在鋼瓶出口及減壓閥中結(jié)冰而堵塞氣路，所以在鋼瓶出口及減壓之間將 CO2 氣體經(jīng)預(yù)熱器進(jìn)行加熱。 （2） CO2＋Ar 氣作為保護(hù)氣的焊接方法 MAG 焊接法，稱為物性氣體保護(hù)。此種焊接方 法適用于不銹鋼焊接。 （3） Ar 作為氣體保護(hù)焊的 MIG 焊接方法，此種焊接方法適用于鋁及鋁合金焊接。五、基本操作技術(shù) 1、注意事項(xiàng) （1）電源、氣瓶

39、、送絲機(jī)、焊槍等連接方式參閱說明書。 （2）選擇正確的持槍姿勢(shì)： a 身體與焊槍處于自然狀態(tài)，手腕能靈活帶動(dòng)焊槍平移或轉(zhuǎn)動(dòng)。 b 焊接過程中軟管電纜最小曲率半徑應(yīng)大于 300m/m 焊接時(shí)可任意拖動(dòng)焊槍。 c 焊接過程中能維持焊槍傾角不變還能清楚方便觀察熔池。 d 保持焊槍勻速向前移動(dòng)，可根據(jù)電流大小、熔池的形狀、工件熔和情況調(diào)整焊槍前移速度，力爭(zhēng)勻速前進(jìn)。 2、基本操作 （1） 檢查全部連接是否正確，水、電、氣連接完畢合上電源，調(diào)整焊接規(guī)范參數(shù)。 （2） 引?。?CO2 氣體保護(hù)焊采用碰撞引弧，引弧時(shí)不必抬起焊槍，只要保證焊槍與工作距離。

40、 a 引弧前先按遙控盒上的點(diǎn)動(dòng)開關(guān)或焊槍上的控制開關(guān)將焊絲送出槍嘴，保持伸出長(zhǎng)度 10 ～15 mm。 b 將焊槍按要求放在引弧處，此時(shí)焊絲端部與工件未接觸，槍嘴高度由焊接電流決定。 c 按下焊槍上控制開關(guān)，焊機(jī)自動(dòng)提前送氣，延時(shí)接通電源，保持高電壓、慢送絲，當(dāng)焊絲碰撞工件短路后自然引燃電弧。短路時(shí)，焊槍有自動(dòng)頂起的傾向，故引弧時(shí)要稍用力下壓焊槍，防止因焊槍抬起太高，電弧太長(zhǎng)而熄滅。 3、焊接 引燃電弧后，通常采用左焊法，焊接過程中要保持焊槍適當(dāng)?shù)膬A斜和槍嘴高度， 第 11 頁 共 47 頁 使焊接盡可能地勻速移動(dòng)。當(dāng)坡口較寬時(shí)為保證二側(cè)熔合好，

41、焊槍作橫向擺動(dòng)。焊接時(shí)，必須根據(jù)焊接實(shí)際效果判斷焊接工藝參數(shù)是否合適?？辞迦鄢厍闆r、電弧穩(wěn)定性、飛濺大小及焊縫成形的好壞來修正焊接工藝參數(shù)，直至滿意為止。 4、收弧 焊接結(jié)束前必須收弧。若收弧不當(dāng)容易產(chǎn)生弧坑并出現(xiàn)裂紋、氣孔等缺陷。焊接結(jié)束前必須采取措施。 （ 1）焊機(jī)有收弧坑控制電路。焊槍在收弧處停止前進(jìn)，同時(shí)接通此電路，焊接電流電弧電壓自動(dòng)減小，待熔池填滿。 （ 2） 若焊機(jī)沒有弧坑控制電路或因電流小沒有使用弧坑控制電路。在收弧處焊槍停止前進(jìn)，并在熔池未凝固時(shí)反復(fù)斷弧、引弧幾次，直至填滿弧坑為止。操作要快， 若熔池已凝固才引弧，則可能產(chǎn)生未熔合和氣孔等缺陷。

42、 第五節(jié) 等離子切割機(jī) 一、等離子弧切割方法： 利用等離子弧高速、高溫和高能的等離子氣流加熱并熔化金屬，再借助某種氣體介質(zhì) 排除熔化了的金屬而形成割口。 由于等離子弧能量集中， 所以割件的熱影響區(qū)小， 熱變形小，切割速度隨割件厚度增加面減慢。 等離子弧可切割所有金屬材料， 特別適用于火焰切割無法切割的高合金鋼和有色金屬。 二、割槍的組成： 等離子發(fā)生器、導(dǎo)電咀、導(dǎo)電極、氣體分配器、陶瓷、噴咀。 三、本公司切割機(jī)型號(hào)、連接方法、面板調(diào)節(jié)旋鈕的作用和調(diào)節(jié)方法（詳見說明書） 。四、切割工藝 1、切割氣體 空氣等離子弧切割采用壓縮空氣作為切割氣體。

43、2、切割規(guī)范 包括切割電流、切割速度、氣體流量及參數(shù)。 （ 1）切割電流 電流大小與割件材質(zhì)和厚度有關(guān)，切割電流隨割件厚度增加而增大電流。 （ 2）切割速度 切割速度取決于割件材質(zhì)厚度、切割電流。切割速度快慢嚴(yán)重影響切口質(zhì)量，速度過快，等離子弧來不及熔化金屬。 （ 3）噴嘴高度 噴嘴離割件的高度與割炬結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般金屬表面2-4mm。 （ 4）氣體流量 影響著電弧壓縮程度和吹除熔化金屬的效果，流量過大，電弧趨于不穩(wěn) 定，氣流過小無法吹除熔化金屬，甚至燒壞導(dǎo)電嘴。 等離子弧切割規(guī)范見下表： 低碳鋼空氣等離子切割規(guī)范 板材厚度

44、導(dǎo)電嘴孔徑 切割電流 氣體流量 切割速度 （mm） （mm） （A ） （ L/min ） （ m/min ） 6 ф1 30 8 0.24 10 ф12 40 70 0.30 20 ф2 100 70 0.35 30 ф2.5 125 70 0.30 不銹鋼空氣等離子切割規(guī)范 第 12 頁 共 47 頁 6 ф1 30 8 0、 2.5 10 ф1.2 40 70 0、 2.5 20 ф2.5 100 70 0、 2.0 30 ф3

45、125 70 0、 2.0 鋁及鋁合金空氣等離子切割規(guī)范 6 ф1.2 40 10 0、 30 10 ф1.5 100 70 0、 30 20 ф2.5 125 70 0、 25 30 ф3.5 125 70 0、 25 等離子割炬（詳見說明書） 五、使用過程中焊機(jī)發(fā)生的故障及排除方法（詳見說明書） 。

46、 第二章 弧 焊 電 源 第 13 頁 共 47 頁 第一節(jié) 弧焊電源的種類 一、 弧焊電源在電弧焊中的作用 不同材料、不同結(jié)構(gòu)的工件，需要采用不同的電弧焊工藝方法，而不同的電弧焊工藝 方法則需用不同的電弧焊機(jī)。例如：操作方便、應(yīng)用最為廣泛的焊條電弧焊，需要由對(duì)電 弧供電的電源裝置、 和焊鉗組成的手弧焊機(jī)； 鍋爐、化工、造船等工業(yè)廣為使用的埋弧焊，需要由電源裝置和、控制箱和焊車等組成的埋弧焊機(jī)；適用于焊接化學(xué)性活潑金屬的氣體 保護(hù)電弧焊，需要由電源裝置、控制箱、焊車（自

47、動(dòng)焊）或送絲機(jī)構(gòu)（半自動(dòng)焊） 、焊槍、氣路和水路系統(tǒng)等組成的氣體保護(hù)電弧焊；適用于焊接高熔點(diǎn)金屬的等離子弧焊，則需要 由電源裝置、控制系統(tǒng)、焊槍或焊車（自動(dòng)焊） 、氣路和水路系統(tǒng)等組成的等離子弧焊機(jī)。 由上述可知，各種電弧焊方法所需的供電裝置即弧焊電源是電弧焊機(jī)的重要組成部分，是對(duì)焊接電弧供給電能的裝置，它應(yīng)滿足電弧焊所要求的電氣特性，這正是本課程將要系統(tǒng)講述的內(nèi)容。與弧焊電源配套的其它裝置和設(shè)備部分，將在《焊接方法和設(shè)備》課程中講述。 顯然，弧焊電源電氣性能的優(yōu)劣，在很大程度上決定了電弧焊機(jī)焊接過程的穩(wěn)定性。沒有先進(jìn)的弧焊電源，要實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的焊接工藝和焊接過程自動(dòng)化也是難以辦

48、到的。因此，應(yīng)該對(duì)弧焊電源的基本理論、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和電氣性能進(jìn)行深入的研究，真正了解和正確使用弧焊電源，進(jìn)而研制出新型的弧焊電源，使焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率得到進(jìn)一步提高。 二、弧焊電源的種類 弧焊電源種類很多，其分類方法也不盡相同。本書按弧焊電源輸出的焊接電流波形的形狀將弧焊電源分為交流弧焊電源、直流弧焊電源和脈沖弧焊電源三種類型。每種類型的弧焊電源根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同又可分為多種形式。如圖所示。 弧焊變壓器 交流弧焊電源 矩形波弧焊電源 弧焊電源一 -- 脈沖弧焊電源 弧焊發(fā)電機(jī) 直流弧焊電源 弧焊整流器

49、絕緣柵雙極晶體管 IGBT 逆變式弧焊電源 晶閘模式 晶體管式 三、常見弧焊電源的特點(diǎn)和用途 第 14 頁 共 47 頁 1、交流弧焊電源 交流弧焊電源包括工頻交流弧焊電源（弧焊變壓器） 、矩形波交流弧焊電源。下面分述其特及用途。 （1） 工頻交流弧焊電源 即是弧焊變壓器，它把電網(wǎng)的交流電變成適合于電弧焊的低電壓交流電，它由變壓器、電抗器等組成?；『缸儔浩骶哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易造易修、成本低、磁偏吹小、空載損耗小、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。但其輸出電流波形為正弦波，因此，電弧穩(wěn)定性較差，功率因數(shù)低，一般用于焊條電弧焊、埋弧焊和鎢

50、極惰性氣體保護(hù)電弧焊等方法。（2） 矩形波交流弧焊電源 它是利用半導(dǎo)體控制技術(shù)來獲得矩形交流電流的。由于輸出電流過零點(diǎn)時(shí)間短，電弧穩(wěn)定性好，正負(fù)半波通電時(shí)間和電流比值可以自由調(diào)節(jié)，此特點(diǎn)適合于鋁及鋁合金鎢極氬弧焊。 2、直流弧焊電源 （1） 直流弧焊發(fā)電機(jī) 一般由特種直流發(fā)電機(jī)、 調(diào)節(jié)裝置和指示裝置等組成。 按驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的不同， 直流弧焊發(fā)電機(jī)可分為兩種： 以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的并與發(fā)電機(jī)組成一體的稱為直流弧焊電動(dòng)發(fā)電機(jī)；以柴（汽）油驅(qū)動(dòng)并與發(fā)電機(jī)組成一體的，稱為直流弧焊柴（汽）油發(fā)電機(jī)。它與弧焊 整流器相比，制造復(fù)雜，噪聲及空載損耗大，效率低，價(jià)格高；但其抗過載能力強(qiáng)，輸

51、出脈動(dòng)小，受電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響小，一般用于堿性焊條電弧焊。 （2） 弧焊整流器 是由變壓器、整流器及為獲得所需外特性的調(diào)節(jié)裝置、指示裝置等組成。它把電 網(wǎng)交流電經(jīng)降壓整流后獲得直流電。 與直流弧焊發(fā)電機(jī)相比， 它具有制造方便、 價(jià)格低、空載損小、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)。而且大多數(shù)弧焊整流器可以遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)，能自動(dòng)補(bǔ)償電網(wǎng)電壓波動(dòng)對(duì)輸出電壓和電流的影響。它可作為各種弧焊方法的電源。 （3）逆變式弧焊電源 它把單相（或三相）交流電經(jīng)整流后，由逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)閹装僦翈兹f赫茲的中頻交流電，降壓后輸出交流或直流電。整個(gè)過程由電子電路控制，使電源獲得符合要求的外特性和動(dòng)特

52、性。它具有高效節(jié)能、重量輕、體積小、功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于各種弧焊方法 是一種很有前途的普及型弧焊電源。 順便指出，逆變式弧焊電源既可以輸出交流電，又可以輸出直流電。但目前常用后種形式。因此又可把它稱為逆變式弧焊整流器。 4、脈沖弧焊電源 焊接電流以低頻調(diào)制脈沖方式饋送，一般由普通的弧焊電源與脈沖發(fā)生電路組成。它具有效率高、輸入線能量較小、線能量調(diào)節(jié)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。它主要用于氣體保護(hù)電弧焊和等離子弧焊。 四、弧焊電源的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 第 15 頁 共 47 頁 焊接技術(shù)的發(fā)展是與近代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)

53、展緊密相聯(lián)的?；『鸽娫从质腔『讣夹g(shù)發(fā)展水平的主要標(biāo)志，它的發(fā)展與弧焊技術(shù)的發(fā)展也是互相促進(jìn)、密切相關(guān)的。 1、早期的弧焊電源 1802 年俄國(guó)學(xué)者發(fā)現(xiàn)了電弧放電現(xiàn)象。 并指出利用電弧熱熔化金屬的可能性。 但是電 弧真正應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，則是在 1892 年出現(xiàn)了金屬極電弧焊接方法以后。當(dāng)時(shí)電力工業(yè) 發(fā)展較快，弧焊電源本身也有了很大的改進(jìn)，到 20 世紀(jì) 20 年代除直流弧焊發(fā)電機(jī)外，已 開始應(yīng)用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的弧焊變壓器。 2、焊接方法的發(fā)展 隨著工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，不但需要焊接的產(chǎn)品數(shù)增加了，而且許多產(chǎn)品對(duì)焊接質(zhì)量要求也提高了，加

54、之焊接冶金科學(xué)的發(fā)展， 20 世紀(jì) 30 年代在薄藥皮焊條的基礎(chǔ)上研制成功了焊接性能優(yōu)良的厚藥皮焊條， 更顯示了焊接方法的優(yōu)越性。 這個(gè)時(shí)期由于機(jī)器制造、電機(jī)制造工業(yè)及電力拖動(dòng)、自動(dòng)控制等新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也為實(shí)現(xiàn)焊接過程機(jī)械化、自 動(dòng)化提供了物質(zhì)條件和技術(shù)條件，于是在 30 年代后期，研制成功了自動(dòng)埋弧焊。 20 世紀(jì) 40 年代初，由于航空、核能等技術(shù)的發(fā)展，迫切需要輕金屬或合金，如鋁、鎂、鈦、鋯及其合金等。這些材料的化學(xué)性能活潑，產(chǎn)品對(duì)焊接質(zhì)量的要求又很高，氬弧焊就是為了滿足上述要求而發(fā)展起來的新的焊接方法。 50 年代又相繼出現(xiàn)了 CO2 焊等各種氣體保護(hù)電弧焊，以及隨后出

55、現(xiàn)的焊接高熔點(diǎn)金屬材料的等離子弧焊。 3、弧焊電源的發(fā)展 各種焊接方法的問世，促進(jìn)了弧焊電源的飛速發(fā)展， 20 世紀(jì) 40 年代開始出現(xiàn)了用硒片制成的弧焊整流器。到了 60 年代由于大容量的硅整流器件、晶閘管的問世，為發(fā)展新 的弧焊整流器開辟了道路。 70 年代以來又相繼成功研制了脈沖弧焊電源、 逆變式弧焊電源、矩形波交流弧焊電源。 4、弧焊電源的發(fā)展方向 弧焊電源的飛速發(fā)展，不僅表現(xiàn)在弧焊電源種類的大量增加，還表現(xiàn)在廣泛應(yīng)用電子技術(shù)、控制技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的理論知識(shí)和最新成就，來不斷提高弧焊電源的質(zhì)量，改善其電氣性能。例如，采用單旋鈕調(diào)節(jié)

56、，即用一個(gè)旋鈕就可以對(duì)電弧電壓、焊接電流和短路電流上升速度等同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)并獲得最佳配合；通過電子控制電路獲得多種形狀的外特性，以適應(yīng)各種弧焊工藝的需要；提供多種電壓、電流波形，以滿足某些弧焊工藝的特殊需要；采用電壓和溫度補(bǔ)償控制；設(shè)置電流遞增和電流衰減環(huán)節(jié)，以防止引弧沖擊和提高填滿弧坑的質(zhì)量；采用計(jì)算機(jī)控制，具有記憶、預(yù)置焊接參數(shù)和在焊接過程中自動(dòng)變換焊接參數(shù)等功能，使弧焊電源智能化。 第二節(jié) 逆變弧焊電源 第 16 頁 共 47 頁 一、 什么是逆變 在生產(chǎn)實(shí)踐中，需要利用電子電路把直流電變成交流電，這種對(duì)應(yīng)于整

57、流的逆向過程就定義為逆變。 自 70 年代以來，隨著電子技術(shù)和大功率快速開頭器件的不斷發(fā)展， 逆變技術(shù)除了應(yīng)用在電工、電熱、電化學(xué)等方面之外，已逐步引進(jìn)焊接領(lǐng)域。逆變式弧焊電源（或稱為弧焊 逆變器）于 1981 年首次出現(xiàn)在國(guó)際焊接與切割博覽會(huì)上。由于逆變式弧焊電源具有節(jié)省材料和電能等突出優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在各種類型的弧焊逆變器已相繼研制成功，并逐步應(yīng)用于各種弧焊方法，因此弧焊逆變器是一種很有發(fā)展前途的新型弧焊電源。 1、弧焊逆變器的組成及其作用 弧焊逆變器是電子控制的弧焊電源中的一種新類型。因此它的組成、基本原理與通常的電子控制弧焊電源相比在本質(zhì)上是基本相同的，一般都采用閉環(huán)反

58、饋系統(tǒng)控制它的電氣性能，即控制它的外特性和動(dòng)特性。 弧焊逆變器的基本組成框圖如圖所示。它的主要組成及其作用如下： 供電系統(tǒng) 電子功率開關(guān)系統(tǒng) 變壓器 焊接輸出 輔助電源 電子控制系統(tǒng) 檢測(cè)電路 給定電路 弧焊逆變器的基本組成框圖 （1）主電路： 由供電系統(tǒng)、電子功率系統(tǒng)和焊接電弧等組成。 a 供電系統(tǒng) 把工頻交流電經(jīng)整流器變換為直流電供給電子功率開關(guān)系統(tǒng) （逆變器）。 此外還通過變壓、整流、濾波及穩(wěn)壓系統(tǒng)對(duì)電子控

59、制系統(tǒng)提供所需的各種直流電壓。 b 電子開關(guān)系統(tǒng) 是弧焊逆變器的逆變器主電路，起著變換電參數(shù)（電壓、電流及波形）的作用。并以低電壓大電流向焊接電弧提供所需的電氣性能和工藝參數(shù)。這里必須指出，一個(gè)電子功率系統(tǒng)，其本身并不能焊接，必須與電子控制系統(tǒng)結(jié)合起來才能焊接。也就是說，只有兩者的結(jié)合才能對(duì)焊接電弧提供所需要的電氣性能和焊接參數(shù)。 （3） 電子控制系統(tǒng) 第 17 頁 共 47 頁 對(duì)電子功率開關(guān)系統(tǒng)提供足夠大的、按電弧所需變化規(guī)律的開關(guān)脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)逆變主電路的工作。確切地說，它用于產(chǎn)生焊接電弧所需的靜（外）特性和動(dòng)特性。其主要組成是靜態(tài)單元和動(dòng)態(tài)單元。

60、電子控制系統(tǒng)往往包括驅(qū)動(dòng)電路。 （ 4） 反饋給定系統(tǒng) 由檢測(cè)電路、給定電路、比較放大電路等組成。檢測(cè)電路主要作用是提取電弧 電壓和電流的反饋信號(hào)；給定電路用于提供給定信號(hào)，決定對(duì)電弧提供焊接工藝參數(shù)的電流大小；與電子控制系統(tǒng)一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)弧焊逆變器的閉環(huán)控制，并使它獲得所需外特性和動(dòng)特性。 2、弧焊逆變器的基本工作原理 在供電系統(tǒng)中，單相或三相交流電網(wǎng)電壓，經(jīng)輸入整流器整流和濾波器濾波后獲得逆變器所需的平滑的直流電壓。該直流電壓在電子功率開關(guān)系統(tǒng)中經(jīng)逆變器的大功率開關(guān)器件（晶閘管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)管或 IGBT ）組成的交替開關(guān)作用，變成幾千至幾萬赫的中高頻電流，再

61、經(jīng)過中高頻變壓器降至適合于焊接的幾十伏低電壓，并借助于電子控制系統(tǒng)的控制電路和給定反饋電路及焊接回路的阻抗，獲得焊接工藝所需的外特性和動(dòng)特性。如果需要采用直流電進(jìn)行焊接，還需經(jīng)輸出整流器整流和濾波，把中高頻交流電變成直流輸出。 弧焊逆變器主電路的基本工作原理可以歸納為： 工頻交流——直流——逆變?yōu)橹懈哳l交流——降壓——二次整流——直流輸出。二、逆變的目的 弧焊逆變器與弧焊變壓器、直流弧焊發(fā)電機(jī)、弧焊整流器等傳統(tǒng)弧焊電源的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)比較可歸納出如下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 高效節(jié)能 弧焊逆變器由于體積小，銅耗和鐵耗隨耗用材料減少而大為降低無功功率損耗減 少。因此

62、，這種弧焊電源的效率高，可以達(dá)到 80%— 90%，功率因數(shù)可達(dá) 0.99；空載損耗極小，比傳統(tǒng)弧焊電源節(jié)電 1/3 以上。 （ 3） 體積小、重量輕 中頻變壓器的重量?jī)H為傳統(tǒng)弧焊電源降壓變壓器的幾十分之一；整機(jī)重量?jī)H為傳統(tǒng) 弧焊電源的 1/5—1/10；整機(jī)體積也只有傳統(tǒng)弧焊電源的 1/3 左右。 （ 4） 具有良好的動(dòng)特性和弧焊工藝性能 它采用電子控制電路，可以根據(jù)不同的焊接工藝要求設(shè)計(jì)出合適的外特性，并保證具有良好的動(dòng)特性，從而可進(jìn)行各種位置的焊接，獲得良好的焊接工藝性能。 （ 4）可用微機(jī)或單旋鈕控制調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)。 a 根據(jù)材料性質(zhì)決定焊機(jī)的型號(hào)

63、。 b 根據(jù)材料厚度決定焊機(jī)的功率大小。 c 依據(jù)焊接要求、工藝特點(diǎn)、焊縫的位置、長(zhǎng)短決定焊機(jī)型號(hào)及功率大小。 （ 5）設(shè)備費(fèi)用較低，但對(duì)制造技術(shù)要求較高。 第三節(jié) 弧焊電源的一般技術(shù)要求 一、焊接對(duì)電弧的要求： 第 18 頁 共 47 頁 1、方便起弧 起弧是弧焊的先決條件。焊機(jī)的起弧難易度是焊機(jī)性能的主要參數(shù)之一，能否方便起弧決 定了焊機(jī)性能的優(yōu)劣；起弧的難易也直接影響焊接的效果。 2、電弧放電穩(wěn)定 穩(wěn)定燃燒的電弧是良好焊接的保障。電弧是一種氣體放電形式，良好的氣體氛圍和 穩(wěn)定的輸出電流是保持

64、電弧穩(wěn)定的重要條件。 一般而言，手弧焊機(jī)焊接所需氣體氛圍由 焊條上藥皮受熱產(chǎn)生，埋弧焊機(jī)則由顆粒狀焊劑層受熱產(chǎn)生；而氬弧焊、 CO2 氣體保護(hù)焊則由隨機(jī)的氣體瓶提供。 3、弧長(zhǎng)可在一定范圍變化。 由于焊接是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程， 由于人手的抖動(dòng)、 焊條的燃燒， 焊條與工件間的距離不可避免地要發(fā)生改變，要持續(xù)焊接，達(dá)到良好的焊接效果，就不能讓電弧熄滅，即要求電弧的長(zhǎng)度在一定的距離范圍內(nèi)改變時(shí)電弧不熄滅。正常焊接要求電弧長(zhǎng)度為： H=(0.5~1)φ (φ 為焊條直徑 ) 拉弧時(shí)， H可達(dá)（ 2~3）φ 。 4、電弧大小可選擇 所需電弧的大小， 是根據(jù)工件的厚度及工藝

65、要求等因素決定的， 為了適應(yīng)不同工件及不同工藝的焊接需求，要求電弧的大小可以調(diào)節(jié)。 二、弧焊電源的一般要求 弧焊電源的負(fù)載是電弧，要形成符合焊接要求的電弧，弧焊電源要滿足以下要求： 1、較大的短路電流和較高的空載電壓： 起弧是電流越大，空載電壓越高，越容易起弧。 2、輸出電流穩(wěn)定： 以保持電弧的穩(wěn)定燃燒達(dá)到良好的焊接效果。 3、具有較寬的電壓跟隨能力： 以保證電弧長(zhǎng)度改變時(shí)，電弧不熄滅。 4、輸出電流可調(diào)節(jié)： 以滿足不同要求下的焊接需求。 5、具備完善的自我保護(hù)系統(tǒng)： 焊機(jī)的工作環(huán)境惡劣，完善的自我保護(hù)系統(tǒng)是保證焊機(jī)安

66、全、人身安全的重要 保障。 三、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)弧焊電源的要求。 1、國(guó)標(biāo)規(guī)定的常用焊機(jī)額定電流分檔如下： （ A ） 125， 160，250， 315， 400，500，630 2、額定工作電壓規(guī)定： 手弧焊機(jī)： V=20+0.04I 氬弧焊機(jī)： V=10+0.04I CO2 氣體保護(hù)焊機(jī)： V=14+0.05I 例如： ARC160 機(jī)型的最大輸出額定電壓 V=20+0.04I 160=26.4V 3、安全要求 任何弧焊電源應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB15579-1995 之規(guī)定。 第四節(jié) 瑞凌公司產(chǎn)品簡(jiǎn)介 第 19 頁 共 47 頁 四、瑞凌公司產(chǎn)品簡(jiǎn)介 名 稱 公司型號(hào) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)  主要產(chǎn)品 特點(diǎn)、用途 直流手工電 ARC ZX7 弧焊機(jī)系列 氬弧焊機(jī) TIG WS 系列 交直流氬弧