ZF系列纵缝焊机使用说明书.docx
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ZF系列纵缝焊机使用说明书
ZF系列通用纵缝焊机
使用说明书
注意
请在安装、调试和操作前认真阅读本使用说明书
成都焊研科技有限责任公司
1焊接对象及设备说明
1.1焊接对象：
ZF系列通用纵缝焊机可供应的标准长度从500mm到3000mm。
所有可焊的材料都可以在该纵缝自动焊机上焊接，如不锈钢、碳钢、可焊铝合金、耐热合金、锆合金、钼合金以及其它材料。
可以装夹并焊接的工件结构形式包括金属薄板、圆筒形工件、锥形筒、截锥体，以及一端封闭的箱形结构、平板拼接接头等。
该纵缝自动焊机可广泛地应用于航空航天飞行器、压力容器、汽车配件、医疗机械、建筑装饰、家用电器、食品机械等制造行业一切需要纵缝焊接的场合。
1.2设备说明：
a．工件的定位方式：
工件的待焊接头将被定位在芯轴衬垫和两排琴键压板之间。
经气动对中装置对中后,由琴键压板压紧,每排琴键压板可以由电气开关独立触发，琴键压板压紧压力来自压缩空气。
琴键压板设计为有一定的摆动能力，以便琴键压板能严格根据工件的外型贴合在工件表面上。
两排琴键压板之间的距离可以调节。
该纵缝自动焊机的衬垫和背面支撑芯轴都可以拆卸、更换，以满足用户不同应用的需要。
b．焊接方式：
该设备的设计原理是利用专用夹具在焊接时将工件上多余的热量快速从焊缝中导走，以减少焊缝的烧穿以及工件的翘曲和变形。
利用该设备可单面焊双面成形，并且保证将工件100％焊透。
2总体布置
该设备由焊接主机（包括底座、主支撑机座、夹持台、导轨横梁、行走小车、支承芯轴、芯轴支撑挂钩）、控制系统、焊接电源等几大部分组成，各系统之间通过电缆连接成一个有机的整体，便于设备的安装和检修。
1气动升降机构2焊枪夹持机构3控制器4送丝器5导轨横梁6送丝控制器7电源8气动对中机构
图1ZF系列纵缝布局图
图2ZF系列通用纵缝焊机外形尺寸
型号
A
焊接长度
mm
B*
最小直径
mm
C**
最大直径
mm
D
总长度
mm
E
总宽度
mm
F
总高度
mm
重量
kg
ZF-500
525
Ф75
Ф850
1020
680
1480
360
ZF-1000
1050
Ф115
Ф730
1900
1100
1800
1150
ZF-1500
1575
Ф150
Ф730
2475
1100
1850
1550
ZF-2000
2025
Ф180
Ф850
2980
1100
1850
2050
ZF-2500
2550
Ф200
Ф850
3455
1100
1950
2450
ZF-3000
3075
Ф270
Ф850
4340
1100
1950
3050
*可按用户要求进行更改。
**可使用标准增高块附件，任意增加工件最大直径。
应用：
厚度为0.5～8mm，所有可焊材料。
小车行走精度：
0.2mm/m
行走驱动：
齿轮齿条
3安全注意
警告
请注意您和他人安全，在安装、调试和操作前请仔细阅读和理解本手册以及相应知识！
本设备的安装、调试、操作、维护保养和维修必须是具有资格的专业人员！
该设备的生产标准是根据GB15579.1-2004《弧焊设备安全要求》及GB/T8118-1995《电弧焊机通用技术条件》中的有关条款制定。
☞本焊接设备用户安全使用的首要任务是保证在焊机上或设备附近工作的任何人应遵守所有相关的安全预防措施！
☞安全预防措施必须满足该型设备的要求！
☞仔细阅读并且遵从所有的安全标准！
☞请不要将本焊机用于焊接以外的用途！
除了提供工作场地操作规章之外，下列劝告事宜亦应遵守！
☞全部作业都必须由接受过专门训练的人员进行，这些人应熟悉焊机的操作！
☞错误的操作设备会导致出现危险情况，造成人身伤害和损坏设备！
3.1电击
触摸带电部分会导致致命的电击或严重的烧伤。
当焊机电源开启时无论何时电极与工件回路都将带电，另外焊机的输入电力回路以及焊机内部电力回路在焊机电源开启后也将带电。
在使用送丝机时，焊丝、焊丝盘、送丝装置以及所有金属部件在焊接时触摸都将导致触电。
焊机不正确的安装和不正确的接地都非常危险，有可能导致触电。
1.请勿触摸带电部件；
2.穿戴干燥、无破损的绝缘手套以及合适的保护身体的衣物及保护装置；
3.在安装、维护、修理焊机前切断输入供电电源；
4.按照设备的使用说明、操作手册，以及国家、公司内部的相关法规、规定，正确地安装设备并且可靠接地；
5.经常检查接地电缆并且确定输入电缆接地端应连接到接地电缆接头处，或者可靠地与接地电缆插头连接；
6.在连接输入电缆时，应首先与接地的导体连接，并核实连接可靠；
7.经常检查输入电缆是否有破损或电缆线裸露在外。
如果电缆有破损应立即更换，裸露在外的电缆线可使人遭到电击；
8.在不使用焊机时请切断所有装置的电源；
9.如果工件需要接地，请使用单独的电缆直接接地，不允许与焊接夹钳或焊接电缆相连接；
10.如果你站在工件上、接地电缆上或另外一台焊机的电极上，请不要直接触摸该焊机的电极；
11.仅使用维护保养良好的焊接设备，若焊机的零部件有损坏，请立刻维修或更换损坏的部分。
按照使用手册维护、保养设备的零部件；
12.若在高空作业，请佩带安全用具；
13.保持焊接场所地面或表面的稳固、安全；
14.焊接电缆夹钳应使用导电良好的金属与工件相连接；
15.禁止在作业场所使用AC36V以上的灯具进行照明。
3.2电弧光
电弧光辐射可灼伤眼睛和皮肤，噪音可损伤听力，焊接飞溅和熔渣可损伤眼睛。
电弧光是在焊接时产生的强烈的可见光和不可见光（紫外线和红外线），并且可灼伤人的眼睛和皮肤。
噪音是在某些过程中出现的并可损伤人的听力。
焊接飞溅是从工件金属上脱离出来的熔渣、碎片。
1.如果噪音达到非常高的时候，请使用合格的耳塞或耳罩进行防护；
2.在焊接时或观察焊接时，请使用带有遮光滤光保护玻璃的焊接用防护面罩来保护面部和眼睛；
3.佩戴有合格安全玻璃的保护眼睛；
4.在焊接场所附近设置屏风或防护帘，保护他人免受电弧光干扰，提醒旁人不要直接观看电弧光；
5.穿戴不易损坏的长袖衣服、保护手套、围裙、皮靴等保护衣物，保护衣物应由耐火材料（如皮革制品等）制成；
3.3焊接烟尘和有毒气体
焊接过程中会产生大量的烟尘和有毒气体，吸入这些烟尘和气体会有害健康
在狭窄的场所进行焊接会导致空气不足，有窒息的危险。
1.保持头部远离焊接烟尘，不要吸入焊接产生的烟尘；
2.如果在密闭的室内进行焊接，请使用通风排气设施，排出焊接产生的烟尘及有毒气体；
3.如果无法采用通风设备，可使用符合标准的空气供给呼吸装置；
4.在狭窄的工作区域应采用通风换气装置，应配用呼吸保护用具。
应经常察看身体周围的情况；
5.从金属材料安全数据表或制造工厂内部的说明文件中阅读有关金属材料、消耗品、涂料、清洁剂以及洗涤剂等可能与焊接发生反应的材料的相关知识；
6.在容器、锅炉、船舱等的底部进行焊接时，二氧化碳及氩气等比空气重的气体会沉积在底部，为防止缺氧，请充分换气或使用空气呼吸器；
7.不要在靠近脱脂、清洗、喷雾等操作的地方进行焊接作业。
炙热和电弧光会与这些作业产生的粉尘、蒸气产生化学反应，产生剧毒和刺激气体；
8.在具有镀层或涂层（比如表面镀锌、铅、镉等材料）的工件上焊接时，会产生有害的烟尘和气体，请一定充分换气或者使用呼吸保护用具。
3.4
气瓶
气瓶在损坏后会爆炸。
保护气气瓶内部充有高压的保护气体，如果毁坏，气瓶将产生爆炸。
在焊接过程中气瓶应放置在安全的地方，并小心谨慎地处理它们。
1.保证装有高压保护气的气瓶远离高温、机械震动、熔渣、火焰和电弧的地方；
2.保持气瓶处于直立状态，并将气瓶固定或使用气瓶支架，防止气瓶倒下或倾斜；
3.将气瓶从焊接区域或其它电子设备周围移走；
4.不要在气瓶上或附近进行焊接，否则会引起爆炸；
5.使用装有正确保护气的气瓶、调节器、压力表和附件（应是专门为保护气瓶设计和特殊应用的），维护它们以及与其相关联的部件，保持这些装置良好的状态；
6.打开保护气瓶阀门时，应将头部和面部避开气瓶阀门的排泄口；
7.在气瓶使用时，应使用专用气瓶保护罩将气瓶阀门处罩住；
8.仔细阅读和遵从压缩保护气瓶以及相关设备的使用说明。
3.5焊接
焊接可引起火灾及爆炸。
在焊接密闭的容器，例如罐、箱、管等工件时，会引起它们发生爆炸。
焊接时电弧产生的火花会四处飞溅。
飞溅的火花、炙热的工件以及发热的设备会导致火灾和燃烧。
电极与金属物意外接触、焊接电缆连接不良、焊接母材侧电流通路接触不良等，均可产生火花、过热、爆炸和火灾。
在焊接前应注意检查并确保工作区域的安全。
1.保护好自身及他人免受焊接飞溅及炙热金属侵害的危险；
2.不要在密闭容器上进行焊接作业；
3.不要在易燃的物体上或者在可燃气体附近进行焊接；
4.请勿将刚焊完的母材靠近可燃物体；
5.将易燃易爆物从焊接飞溅处移开至少10米，使焊接飞溅接触不到易燃物。
若物体无法移开，请用阻燃遮盖物可靠覆盖易燃物体；
6.留意焊接时产生的火花及炙热的熔渣会穿越裂缝及孔洞到达附近区域；
7.焊接过程中要调整好焊接工艺参数，尽量采用飞溅较小的工艺参数进行焊接；
8.电缆连接处要确实绝缘，并连接可靠；
9.焊接电缆尽可能接近焊接区域，防止焊接电缆过长，这样会导致未知的隐患，以及会引起短路和火灾；
10.随时留意有无火情，工作场地应备有消防设备或物品，一旦发生火灾立即进行灭火，将灭火器放置在随手可取之处；
11.焊机或电器设备着火时，应先切断电源，然后再灭火，未切断电源前不准用水或泡沫灭火器灭火，只能用干粉灭火器、干砂或石棉布等灭火；
12.穿戴耐油、耐火的保护衣物，例如皮革手套、长袖工作服、工作裤、高筒靴和防护帽。
3.6运动部件
运动部件，例如风扇、齿轮、传动带等零部件可伤害操作者的手或手指，以及将头发及宽松的衣物缠绕住。
1.请勿在卸下机壳的情况下使用焊机；
2.焊机工作时，务必使手、头发、衣物和工具远离风扇、送丝轮等旋转部件。
3.操作人员不能穿宽松衣服和佩戴饰物，如披肩、手镯之类，这些东西可能成为安全的隐患；
4.只有有专业资格的人员或有经验的人员才能对焊机进行安装、操作、检修和保养。
3.7电磁场
电流经过导体时会在局部产生电磁场（EMF），焊接电流引起的电磁场在焊接电缆及焊机周围。
1.焊机通电时产生的电磁场会对心脏起搏器的动作产生不良影响。
使用心脏起搏器的人，无医师许可不得靠近使用中的焊机及焊接作业场所周围；
2.焊接时暴露在电磁场中，可能对身体健康会造成未知的影响；
3.电磁场可能会对一些电子设备产生干扰，应采取适当预防措施加以防备；
4.不要将焊接电缆缠绕在身体周围；
5.在焊接作业时，尽可能将焊接电源和焊接电缆远离焊接区域；
6.将电缆安置在操作者的一边，并远离操作者；
7.尽可能缩短焊接工件与焊接电源之间的距离。
3.8综合性预防措施
1.在使用过程中请一定遵守本操作手册中所列的注意事项。
2.在焊接及焊接场所的周围，防止他人的无意识进入。
3.保证回馈焊接电缆安全连接。
4.本焊机的维护检查、修理请由有资格者或对焊机非常了解的人进行。
5.本焊机的操作请由充分理解本操作手册、具有安全操作知识和技能的人进行。
6.消防设备必须有鲜明的标志，并随手可取。
7.在焊接设备运行期间，禁止进行设备的润滑和维护。
4设备的安装与作业准备
警告
●操作前请仔细阅读和理解此使用说明书，并熟悉配套焊接电源的操作及相关注意事项！
●设备的安装、调试、操作、维修等作业必须是符合相应要求专业人员！
4.1设备的安装
设备拆箱后，应按照装箱单检查焊接主机、控制柜、附件、配件及装箱文件等物品是否齐全、完好。
若主机有损坏，或配件不完整，请及时与制造商取得联系。
用干净的棉纱擦净设备上的灰尘、防锈油（脂），并对焊接主机非处理表面及运动配合表面加防锈润滑油（脂）。
●在设备安装之前，请先确认本设备要求以下条件是否满足：
控制器电源电压：
单相AC220V±10%（带地线）
焊接电源电源电压：
三相AC380V±10%
总输入电缆：
16mm2以上
输入控制器电缆：
2.5mm2以上
压缩空气气源：
0.4～0.6MPa
保护气体气源：
0.3～1MPa
●电网电压及频率的确认
设备的控制器是根据我国电网AC220V50Hz设计；另外请确认配套焊接电源的要求电网频率及输入电压。
（参照焊接电源的使用说明书）
4.2作业准备
工作条件:
●周围空气温度范围
焊接时－10℃～＋40℃
运输和存储过程时－25℃～＋55℃
●空气相对湿度
在40℃时≤50%
在20℃时≤90%
●周围空气中灰尘、酸、腐蚀性气体等物质的含量不超过正常含量
●海拔高度不超过1000米
●电源：
控制电源50Hz、220V、单相（带地线）
焊接电源50Hz、380V、三相（参照焊接电源的使用说明书）
●电网电压波动：
在±10%内（当电网频率为额定值时）
●电网频率波动：
≤±1%（当电网电压为额定值时）
工作环境:
该设备应该放在避免阳光直射、避雨、干燥通风、无粉尘的环境中，尽量避免严重影响设备使用的气体蒸汽、化学沉积、霉菌及其它爆炸性、腐蚀性介质，并应远离剧烈震动和颠簸的场合。
5设备主体结构
标准纵缝焊接主机主要由背面支撑芯轴、焊缝背面成形衬垫、夹持台&主支撑机座、导轨横梁、支撑挂钩、行走小车驱动系统等部件构成。
图3ZF系列通用纵缝焊机
5.1.1背面支撑芯轴
这个部件通常会根据用户的工件形式制造，用户也可一次订购多根芯轴，以便焊接其它类型的工件，包括水冷芯轴、菱形芯轴、阶梯式变径芯轴等。
芯轴采用可拆卸、可更换设计。
芯轴为工件提供背面支承与保护。
芯轴顶部全长镶嵌可更换铜衬垫，在焊接时为工件提供良好的散热冷却保护。
在芯轴上可沿背保护衬垫顶部表面加工出焊缝背面反射成形的凹槽，可为工件焊接时提供单面焊双面成形。
芯轴的垂直高度可通过主支撑机座上的调节螺杆进行调节，以适应不同板厚的焊接需要。
背保护衬垫凹槽内加工出多个小孔，等距排列，用于通背面成形保护气体，在工件背面充满保护气氛，形成保护气垫，为工件提供背面气体保护。
5.1.2焊缝背面成形衬垫
我们可提供多种衬垫以满足用户的各种焊接要求。
一般来讲，衬垫由铜合金、普通碳钢或不锈钢制成，衬垫上部开有一个焊缝反面成型槽，以控制焊缝的反面成型和高度。
作为选项，衬垫可以增加背面气体保护通道，所有衬垫都可以拆卸、更换。
工件厚度（mm）
TIG-DSP
衬垫型号（第1组）
TIG-AC
衬垫型号（第2组）
TIG-DCSP
衬垫型号（第3组）
基本材质
钢、不锈钢、铝、镁、铜
铜衬垫
基本材质
铝、镁
钢或不锈钢衬垫
基本材质
钛、钼、锆、钽、镭41、镍
0.15~0.3
熔接
102W025D
－
－
－
102W318D
填丝
0.3~0.5
熔接
160W025D
－
－
－
318W254D
填丝
0.5~0.8
熔接
236W025D
318W051D
236W025D
236W032D
475W254D
填丝
0.8~1.0
熔接
318W051D
475W064D
318W032D
318W051D
填丝
1.0~1.3
熔接
318W051D
475W064D
396W032D
396W051D
填丝
1.3~1.6
熔接
475W051D
635W102D
475W038D
475W051D
填丝
1.6~1.8
熔接
475W051D
635W102D
635W051D
635W064D
635W254D
填丝
1.8~3.2
熔接
635W051D
793W102D
793W051D
793W076D
填丝
3.2~6.5
熔接
793W051D
953W127D
953W076D
953W102D
793W254D
填丝
6.5~9.5
熔接
－
－
953W076D
1113W102D
填丝
表1
纵缝焊机衬垫选型（TIG焊）
注：
组3冷却衬垫均为带背保护气形式。
表中数据为冷却衬垫凹槽宽&深尺寸。
例102W025D：
1.02mm槽宽&0.25mm槽深。
工件厚度
（mm）
衬垫型号（第1组）
衬垫型号（第2组）
基本材质
钢、不锈钢、铝、镁、铜
铜衬垫
基本材质
铝、镁
钢或不锈钢衬垫
0.15~0.3
MIG
－
－
－
－
埋弧焊
0.3~0.5
MIG
－
－
－
－
埋弧焊
0.5~0.8
MIG
318W102D
－
318W102D
－
埋弧焊
0.8~1.0
MIG
475W127D
－
318W102D
－
埋弧焊
1.0~1.3
MIG
475W127D
318W089D
475W127D
－
埋弧焊
1.3~1.6
MIG
635W127D
356W102D
635W127D
－
埋弧焊
1.6~1.8
MIG
635W127D
475W127D
635W127D
－
埋弧焊
1.8~3.2
MIG
793W152D
953W140D
793W152D
－
埋弧焊
3.2~6.5
MIG
953W152D
1194W152D
953W152D
－
埋弧焊
6.5~9.5
MIG
1110W203D
1600W165D
1110W203D
－
埋弧焊
表2
纵缝焊机衬垫选型（MIG焊&埋弧焊）
注：
表中数据为冷却衬垫凹槽宽&深尺寸。
例318W102D：
3.18mm槽宽&1.02mm槽深。
5.1.3夹持台&主支撑机座
夹持台将如同积木般的安装在主支撑机座上，它包含气压管路（气囊）和琴键夹持机构。
气囊压力调节阀、压缩空气过滤器、电气接线端子盒和支撑芯轴位置调节杆都将安装在主支撑机座上。
此琴键式气动夹具是专为纵缝焊接而独特设计的，压紧琴键具有特殊加压机构，琴键压指在向下压紧工件时具有向前的分力，能自动消除纵缝装配间隙。
所有琴键压板通过柔性气囊在工件全长范围内将工件均匀压紧，配合焊接芯轴的焊接衬垫为工件提供良好散热冷却保护，为薄壁工件的优质、高效、无变形焊接提供可靠保障。
图4琴键式气动夹具原理图
工件厚度
（mm）
琴键压指间距（第1组）
琴键压指间距（第2组）
基本材质
钢、不锈钢、铝、镁、铜
基本材质
铝、镁
0.15~0.3
1.7
－
0.3~0.6
2.5
－
0.6~0.8
3.5
8
0.8~1.0
5
10
1.0~1.3
6.5
13
1.3~2.0
9.5
16
2.0~3.2
11
19
3.2~6.5
13
22
6.5~9.5
15
25
表3
两侧琴键压指间距
注：
表中第2组数据为交流焊接时的间距尺寸。
工件厚度（mm）
气囊输入气压（Mpa）
0.15~0.3
0.8
0.3~0.6
1.2
0.6~0.8
1.6
0.8~1.3
2.2
1.3~2.0
3.3
2.0~3.2
4.0
3.2~6.5
5.3
6.5~9.5
5.8
表4
工件厚度与气囊压力设定表
注意
●此设定表数据仅供参考。
用户在实际使用时可根据工件的焊接效果对压力进行调整。
但只能是由表中提供的数值下限开始调节。
图5
琴键压板压力曲线图
5.1.4导轨横梁
横梁导轨安装在夹持台上垂直支撑立柱上，安装座带有X-Y两轴调节装置。
横梁导轨上安装有精密的齿条，以便焊接行走小车通过齿轮驱动行进。
行走小车上所有的电缆、气管均进入在横梁导轨后面的电缆保护拖链中，并经保护拖链进入主支撑机座上的接线端子盒。
5.1.5支撑挂钩
此挂钩通常为人工操作的可转动型连接件，安装在夹持台远离主支撑的一端，焊接前用挂钩将焊接芯轴端部锁紧。
挂钩包含一套安全开关，以保证在挂钩没有到位时，琴键机构不会发生误动作。
5.1.6琴键脚踏控制开关
在ZF纵缝自动焊机中，一般会配置2个琴键脚踏控制开关，左右侧琴键可以分别控制，以方便触发压紧动作，可以让操作者腾出手来对中工件。
5.1.7行走小车驱动系统
ZF系列纵缝焊机均采用齿轮齿条驱动机构，导向采用直线滚动滑轨，小车行走电机采用直流伺服电机。
横梁导轨两端设有行程限位开关保护，在焊接起始位置设有非接触式接近传感器检测焊接原位，使每次焊枪复位位置及焊接起始位置一致。
5.1.8气动对中装置（选配附件）
气动对中机构由四连杆铰链机构组成，由气缸驱动伸出或缩回。
为对接的薄壁工件纵向与焊缝对中、靠齐提供基准。
利用对中装置可非常轻松、容易地完成焊缝对中。
气动对中机构的控制是主支撑机座前的一个手控阀，该手控阀是三位置手控旋转阀，手柄在中间位置时为中间封闭状态，手柄抬起时是进气（对中机构刀口伸出），压下时是排气（对中机构刀口缩回）。
图6
焊缝气动对中装置
警告
●在焊接行走小车移动前，对中装置必须退回，否则焊枪行走时会与对中机构发生碰撞，对焊枪及对中装置造成损坏！
ZF系列纵缝焊机还配有下列选配附件，可由用户根据需要选配：
TIG填丝装置、自动弧长控制装置、焊缝光电跟踪装置、焊接芯轴气动挂钩、电弧电视监控系统等。
另外还可根据用户的特殊需要对设备进行特别设计和修改。
5.2气路系统
气动元件使用时应注意以下要求：
●该设备对外总输入气源要求：
0.4～0.6MPa压缩空气。
●气源处理三联体的油雾器为气缸提供润滑油，工作时应加粘度为2.5～7E的润滑油，并定时检查储油量，以便达到正常润滑作用。
●气缸前进到位的检测是通过在气缸外部安装一只带指示灯的磁性开关来实现的。
该磁性开关紧贴气缸筒外部安装。
在自动状态下若气缸动作到位后不进行下一步动作，首先就要检查该气缸的磁性开关指示灯是否亮。
所以要定期检查该磁性开关是否损坏或位置是否合适。
●气缸速度的调节方法：
本设备气缸进出气采用了带排气节流的限流调速接头，即在气缸的进气及出气管限流调速接头上可调节气缸的动作快慢，调节气缸下端的管接头上旋钮可调节气缸的伸出快慢；调节气缸上端的管接头上旋钮可调节气缸的回缩快慢。
注意不要将气缸速度调节到最大，以免造成冲击，影响气缸寿命及设备运行精度。
图7
纵缝焊机气动原理图（带焊缝气动对中及焊枪气动升降装置）
6电气控制系统
6.1控制器
6.1.1控制器的特点
●KZ3-CⅡ控制器是一个综合的、可对多种焊接系统进行控制的系统
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