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自动埋弧焊机控制电路及其维修
newmaker
摘要：
对焊机控制电路进行了分析，介绍了常见故障及处置办法。
关键词：
自动焊；
埋弧焊机；
控制电路；
维修
前言
MZ-1-1000A、MZ-1-1000B型自动埋弧焊机由弧焊电源、机头2大部件组成。
根据电弧焊理论，电弧之所以能维持燃烧，主要原因是在焊丝的熔化过程中存在着自动调节过程。
对高质量要求的焊缝来说，仅依靠电弧的自身调节作用是不够的。
目前，大多数埋弧焊机都采用了“强迫调节”方式，这种方式是依靠外力改变送丝速度，使弧长在受扰动时“强迫”弧长恢复。
电弧强迫调节系统，一般是采用电弧电压Ua作为反馈的变速送丝调节系统（采用电弧电压的原因是，它能间接反映出电弧长度而又容易取出）。
图1为电弧电压反馈送丝调节系统的原理框图。
这是一个闭环控制系统。
电弧电压采样，与给定值比较后的差值经放大去控制送丝电机，最后调节电弧的长度。
其调节过程可用图2来说明。
设电弧的原始工作点为a点，由于扰动弧长升高使工作点变化到b点，相应的电弧电压由Ua升到Ub，这一变量反馈到系统中，送丝电机加快输送焊丝，使弧长降低，工作点恢复到a点。
反之，扰动使弧长变低（至c点）时，系统调节焊丝输送速度变慢，使弧长升高到原长度。
1电路分析
自动埋弧焊机电气控制结构原理框图见图3。
电路实际弧压反馈式送丝自动调节系统、小车调速控制及起动与停止控制3大部分。
1.1弧压反馈式送丝系统
该系统的组成为图3虚线框部分，其中包括“指令电压”、“采样”、“比较”、“换向”、“特性控制”、“触发”及晶闸管主电路等。
该部分的电气原理图如图4所示。
1.1.1焊丝工作过程
按照焊机的一般工作要求，焊丝在起动前必须先调整到与工件微接触短路状态（空载起弧时，先慢送丝，使空载刮擦后产生微接触）.焊丝与工件短路时，电弧电压为零.之后送丝系统会控制送丝电机进行下面的工作过程：
快速反抽起弧---弧压升高，反抽速度逐步减慢下送---弧压继续升高至稳定值，送丝速度逐步增加至V送=V熔.
1.1.2信号处理
电路中，"
指令电压"
、“采样”与“比较”等部分为信号处理环节。
电位器RP*1输出电弧电压手指令值UgoUa为电压实际值，通过电阻R3、R4、R、及二极管VD6组成的“采样”电路将Ua转换成反馈信号Ufo指令电压Ug与反馈电压Uf在RP*1﹑R4及VC、VD19、R6等组成的电路中“比较”即反向叠加后，在a、b点及c、d点输出2种信号Uab与Ucd。
Uab﹑Ucd同Ug﹑Ua的关系如图五所示。
1.1.3换向电路
该电路的作用是当焊丝在反抽起弧结束转入到送丝焊接时，由继电器K4切换送丝电机方向。
晶体管V2﹑V1的作用是将Uba信号放大，驱动K4动作。
在起弧开始阶段，“比较电路”中Ug>
UfoUba为“＋”，V1导通V2截至，K4处于释放状态，K4常闭触头接通送丝电机电枢回路，送丝电机转向为抽丝状态。
随着电弧电压的建立，Uf升高并逐步抵消Ug，Uba亦随之减小至零。
这时V1因无基极电流而截至，V2导通，K4吸合，电机得主电路由K4常闭触点转为常开触点接通，电机电枢电压方向改变，转向随着改变，使焊丝转入下送状态，正常焊接时Uf>
Ug，Uba为负，K4维持在吸合状态。
1.1.4特性控制电路
比较电路的另输出信号Ucd主要用来控制送丝电机的速度。
在这个信号输出至触发电路前必须考虑2个问题：
一是电弧电压对焊丝输送控制灵敏度，因为这是一个闭环控制系统，系统灵敏度必须恰当，灵敏度过高会造成系统振荡，无法焊接，过低则弧长稳定性能差。
二是换向继电器K4在起弧的翻转过程中触点不带电流，以防烧坏触头。
这就要求Uba为0附近区域触发电路不工作。
图6表示了Ug﹑Ua与转速n之间的关系，显然在Ua与Ug1（或Ug2）近似相等的附近区域，转速n为0。
电路中电位器RP*13﹑RP*14控制图6中特性曲线的斜率，即△n/△Ua，它反映出系统的控制灵敏度。
开关二极管VD19由Ucd控制其开通与关断，在Uba为0的附近区域VD19关断，使触发器不工作。
1.1.5触发电路
由单结晶体管VF4与电容C6等元件组成移相振荡器，移相角度由晶体管V3按特性要求控制。
触发器的输出脉冲由脉冲变压器T3耦合至晶闸管VT1。
1.1.6晶闸管回路
电路中晶闸管VT1接受T3的触发脉冲，移相触发导通，控制送丝电机M1的转速，K4的触头状态决定M1的方向。
电路中的电阻R19﹑电位器RP*59组成电枢电压负反馈，以提高电机的机械特性硬度。
1.2焊车调速电路
该电路见图7。
它与送丝电路不同之处是：
a.电机M2转速由焊接速度电位器RP*2人为调节决定。
b.电路除电枢电压负反馈外还增加了电流正反馈，反馈量分别由电位器RP*49与RP*51调节。
电源电压负反馈提高高速时的机械特性硬度，电流正反馈则主要为了改善低速特性。
1.3起停控制电路
该电路具有空载刮擦起弧与定电压熄弧功能。
如图8所示。
起弧分2种状态。
短路起弧时，按住启动按钮SB*1，继电器K2﹑K3吸合，焊机即进入正常起弧。
空载起弧时焊丝不接触工作，按住SB*1后K3吸合，电源输出空载电压，较高的空载电压使干簧继电器K1吸合，K1的常开触头将继电器K2线圈短路，K2不能吸合，K2常开触点切断R4﹑RP*1“比较回路”，使该电路输出减小，焊丝以正常速度的1/5左右缓慢下送（由RP*46调整），直至焊丝与工件短路，电弧电压跌落至0，K1释放，K2吸合，电路进入正常的起弧与焊接状态。
停止焊接时，按下“停止”按钮SB*2，其常闭触点SB*2-1切断送丝与小车行走的主电路，焊丝停送后，电弧拉长，电弧电压升高。
SB2-2常开触头短接电阻R2，使K1的吸合电压降至52V电弧电压，K2线圈被K1常开触头短路而释放，焊接停止。
电弧在52V时熄灭，使焊丝既不会烧坏导电嘴又不会粘在工件上。
2维护修理
焊机的安装，接线应严格按规定进行，焊机在使用一段时间后应进行检查与护理，当主控板元件有更换时应能按要求进行工作点调整，这些容在产品使用说明书中已有详细介绍。
如果是色环电阻,你可以按照下面的方面快速识别:
带有四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数；
第三环代表倍率；
第四环代表误差。
快速识别的关键在于根据第三环的颜色把阻值确定在某一数量级围，例如是几点几K、还是几十几K的，再将前两环读出的数"
代"
进去，这样就可很快读出数来。
下面介绍掌握此方法的几个要点：
（1）熟记第一、二环每种颜色所代表的数。
可这样记忆：
棕1，红2，橙3，黄4，绿5，蓝6，紫7，灰8，白9，黑0。
这样连起来读，多复诵几遍便可记住。
记准记牢第三环颜色所代表的阻值围，这一点是快识的关键。
具体是：
金色：
几点几Ω
黑色：
几十几Ω
棕色：
几百几十Ω
红色：
几点几kΩ
橙色：
几十几kΩ
黄色：
几百几十kΩ
绿色：
几点几MΩ
蓝色：
几十几MΩ
从数量级来看，在体上可把它们划分为三个大的等级，即：
金、黑、棕色是欧姆级的；
红橙\'
、黄色是千欧级的；
绿、蓝色则是兆欧级的。
这样划分一下是为了便于记忆。
（3）当第二环是黑色时，第三环颜色所代表的则是整数，即几，几十，几百kΩ等，这是读数时的特殊情况，要注意。
例如第三环是红色，则其阻值即是整几kΩ的。
（4）记住第四环颜色所代表的误差，即：
金色为5％；
银色为10％；
无色为20％。
下面举例说明：
例1当四个色环依次是黄、橙、红、金色时，因第三环为红色、阻值围是几点几kΩ的，按照黄、橙两色分别代表的数"
4"
和"
3"
代入,，则其读数为43kΩ。
第环是金色表示误差为5％。
例2当四个色环依次是棕、黑、橙、金色时，因第三环为橙色，第二环又是黑色，阻值应是整几十kΩ的，按棕色代表的数"
1"
代入，读数为10kΩ。
第四环是金色，其误差为5％
在某些不好区分的情况下，也可以对比两个起始端的色彩，因为计算的起始部分即第1色彩不会是金、银、黑3种颜色。
如果靠近边缘的是这3种色彩，则需要倒过来计算。
色环电阻的色彩标识有两种方式，一种是采用4色环的标注方式，令一种采用5色环的标注方式。
两者的区别在于：
4色环的用前两位表示电阻的有效数字，而5色环电阻用前三位表示该电阻的有效数字，两者的倒数第2位表示了电阻的有效数字的乘数，最后一位表示了该电阻的误差。
对于4色环电阻，其阻值计算方法位：
阻值=（第1色环数值*10+第2色环数值）*第3位色环代表之所乘数
对于5色环电阻，其阻值计算方法位：
阻值=（第1色环数值*100+第2色环数值*10+第3位色环数值）*第4位色环代表之所乘数
例1：
某4色环电阻色彩标识如下：
该电阻标称阻值=26*107=260,000,000Ω=260MΩ，误差围±
5%
2电阻色环识别
电阻的阻值辨认?
s由于电阻阻值的表示法有数字表示法和色环表示法两种╋因而电阻阻值的读数也有两种?
s
a数字表示法?
s此表示法常用于CHIP组件中。
辨认时数字之前两位为有效数字╋而第三位为倍率。
例如?
s334表示?
s33×
104Ω=330KΩ275表示?
s27×
105Ω=2.7MΩ
b.色环表示法?
第一、二环颜色：
黑棕红橙黄绿蓝紫灰白
代码：
0123456789
第三环：
10010110210310410510610710810910-110-2
第四环：
金：
土5％ 银：
土10％
（a）.以上为四环电阻的色环及表示相应的数字╋其中第一?
p二环为有效数字╋第三环为倍率╋第四环为误差。
（b）.五环电阻表示方法：
第一、二、三为有效数字，第四环为倍数，第五环为误差（依颜色）,例如?
s红棕红棕棕阻值为212×
101Ω=2.12KΩ±
1?
?
7.电阻数字表示法与色环表示法的相互运算?
a7.6KΩ±
5?
用色环表示为?
s紫蓝红金。
b7.61KΩ±
s紫蓝棕棕棕。
c820KΩ用四环及五环表示（四环误差为金╋五环误差为棕）四环?
s灰红黄金?
r五环?
s灰红黑橙棕
怎样识别哪是五环电阻的第一环
识别哪是五环电阻的第一环（识别五环电阻的第一环的经验方法）：
四环电阻的偏差环一般是金或银，一般不会识别错误，而五环电阻则不然，其偏差环有与第一环（有效数字环）相同的颜色，如果读反，识读结果将完全错误。
那么，怎样正确识别第一环呢？
现介绍如下：
1、偏差环距其它环较远。
2、偏差环较宽。
3、第一环距端部较近。
4、有效数字环无金、银色。
（解释：
若从某端环数起第1、2环有金或银色，则另一端环是第一环。
）
5、偏差环无橙、黄色。
若某端环是橙或黄色，则一定是第一环。
6、试读：
一般成品电阻器的阻值不大于22MΩ，若试读大于22MΩ，说明读反。
7、试测。
用上述还不能识别时可进行试测，但前提是电阻器必须完好。
应注意的是有些厂家不严格按第1、2、3条生产，以上各条应综合考虑。
电阻阻值的识别
一、电阻阻值的色环表示法
先说两句：
色环电阻的识别方法不是随便规定的，这个方法是科学的、严谨的，非常值得一学。
同学们今后会知道，它实际上是数学方法的演绎和变通；
它和10的整数幂、乘方的指数具有密切的逻辑关系；
它是国际上通用的科学计数法的“色彩化”。
因此，同学们今后深入学习下去，你一定会体会到，这个方法既是十分美妙，又是十分巧妙！
关于电阻的单位：
电阻的基本单位是“欧姆”，什么叫“1欧姆”？
假如一段导线，两端的电压是1伏，此时流过导线的电流是1安培，那么这段导线的电阻就是1欧姆,简称“欧”。
1000欧=1千欧（KΩ），1000千欧=1兆欧（MΩ）。
欧姆的符号是“Ω”；
千欧符号“ΚΩ”；
兆欧符号“MΩ”。
1、颜色和数字的对应关系：
首先我们向你介绍颜色和阿拉伯数字之间的对应关系，这种规定是国际上公认的识别方法，记住它对我们进一步学习很有帮助。
颜色
棕
红
橙
黄
绿
蓝
紫
灰
白
黑
数字
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
我们建议分两段背诵，容易记忆：
棕红橙黄绿
兰紫灰白黑
此外，还有金、银两个颜色要特别记忆，它们在色环电阻中,处在不同的位置具有不同的数字含义，这是需要特别注意的。
对此，我们放在后面介绍。
“四色环”读数规则
所谓“四色环电阻”就是指用四条色环表示阻值的电阻。
从左向右数，第一，二环表示两位有效数字，第三环表示数字后面添加“0”的个数。
所谓“从左向右”，我们是指把电阻象图中所画的样子放置——四条色环中，有三条相互之间的距离靠得比较近，而第四环距离稍微大一点。
如下图：
但是说实在的，现在的电阻产品，你要区分色环距离的大小的确很困难，哪一环是第一环，往往凭借经验来识别；
对四色环而言，还有一点可以借鉴，那就是：
四色环电阻的第四环，不是金色，就是银色，而不会是其它颜色（这一点在五色环中不适用）；
这样你就可以知道那一环该是第一环了。
请看下面例子：
金
1个0
5％
第一环：
红——代表2
第二环：
紫——代表7
棕——代表1，但是第三环的“1”并不是“有效数字”，而是表示在前面两个有效数字后面添加“零”的个数。
由此看来，这个电阻的阻值应该是270，单位是什么？
在色环电阻中，一律默认为“欧姆”（电阻的基本单位，符号是Ω）。
上述电阻的阻值是：
270Ω
那么，第四环又是什么意思？
第四环表示电阻的“精度”，也就是阻值的误差。
金色代表误差±
5％，银色代表误差±
10％。
对270Ω而言，±
5％的误差，意味着这个电阻实际最小的阻值是270*（1－0.05）＝265.5Ω；
最大不会超过270*（1＋0.05）＝283.5Ω。
在识别四色环电阻时，有两个情况要特别注意：
1、当第三环是黑色的时候，这个黑环代表0的个数，几个0？
是0个“0”，也就是“没有0”，不添加“0”。
如：
0个0
±
阻值是：
22Ω而绝不是220Ω！
2、金色和银色也会出现在第三环中：
前面我们已经提到，第四环是表示误差的色环,用金、银两种颜色分别表示不同的精度；
而第三环表示“添加零的个数”，那么当第三环出现金色或银色的时候，又怎么理解“添加零的个数”呢？
你就这样记住吧：
第三环——金色：
把小数点向前移动1位；
第三环——银色：
把小数点向前移动2位。
举两个例子：
1、色环排列：
橙灰金金
阻值是3.9Ω
2、色环排列：
绿黄银金
0.54Ω
因为这种电阻的阻值太小了，在一般电路中几乎不用，所以在电阻的系列产品中实际上是没有的
3在某些不好区分的情况下，也可以对比两个起始端的色彩，因为计算的起始部分即第1色彩不会是金、银、黑3种颜色。
如果*近边缘的是这3种色彩，则需要倒过来计算。
色环电阻的色彩标识有两种方式，一种是采用4色环的标注方式，令一种采用5色环的标注方式。
阻值=（第1色环数值*10+第2色环数值）*第3位色环代表之所乘数
阻值=（第1色环数值*100+第2色环数值*10+第3位色环数值）*第4位色环代表之所乘数
色标法色标法是指在电感器表面涂上不同的色环来代表电感量（与电阻器类似），通常用四色环表示，紧靠电感体一端的色环为第一环，露着电感体本色较多的另一端为末环。
其第一色环是十位数，第二色环为个位数，第三色环为应乘的倍数（单位为11H），第四色环为误差率，各种颜色所代表的数值见表2。
例如：
色环颜色分别为棕、黑、金、金的电感器的电感量为1LIH，误差为5％。
色别
第一色环
最大一位数字
第二色环
第三色环
应乘的数
第四色环
误差
棕
1
10
1%
红
2
100
2%
橙
3
1000
3%
黄
4
10000
4%
绿
5
100000
蓝
6
1000000
紫
7
10000000
灰
8
100000000
白
9
1000000000
黑
20%
金
0.1
银
0.01
10%
55色环的辨认法:
其实5色环的辨认法和4色环的一样,只不过第四环颜色所代表的是整数,第5环代表的是误差（棕色代表1%）色环表示法：
分四色环、五色环、六色环电阻,常用为四色环与五色环两种,由十二种颜色构成,不同的颜色用在不同的环所表示的值也不同,具体见下表一。
A:
四色环电阻,前两个色环为电阻值的有效数字,第三环表示有效数字的倍率,用10x来表示,第四环为阻值允许偏差,多数为金色5%.B:
五色环电阻,前三个色环为该电阻的有效数字,第四环表示有效数字的倍率,有10x来表示,第五环为阻值允许偏差,多数为棕色1%.C:
六色环电阻前五色环与五色环电阻的表示法一样,第六色环表示该电阻的温度系数,单位为ppm.1ppm=1/1000000（百万分之一）,此种电阻只用在高科技产品十分昂贵贴片电阻值的标识：
贴片电阻之阻值直接印刷在电阻外表上,贴片电阻外形很小两端没有长引线脚只有焊极,由于外形小通常用专用机器来贴件及焊接,所以贴片电阻都用于结构复杂体形小的电子产品上,现广泛用计算机、电视、手机、电子仪器仪表等。
一般允许偏差为±
5%的电阻用三位数表示，表示法与四色环电阻前三位表示相同，而允许偏差为±
1%的电阻用四位数表示，表示法与五色环电阻前四位数表示相同。
因贴片元件通常用卷带包装，所以允许偏差只会在包装上标明。
贴片电阻只能用在低电压低功耗电路中。
表一颜色有效数字倍率允许偏差温度系数银色---0.0110---金色---0.15---黑色01---200ppm棕色1101100ppm红色2100250ppm橙色31000---15ppm黄色410000---25ppm绿色51000000.5020ppm蓝色610000000.2510ppm紫色7100000000.105ppm灰色8------1ppm白色9---------无色------20---注：
1.有效数字色环不能为银、金、本色（无色）2.倍率色环很少见为灰色、白色、无色。
3.允许偏差色环没有黑色、橙色、黄色、灰色、白色。
4.允许偏差色环通常会离前面色环远一点。
出自：
工控之家。
你还可以详细参看下图：
色环电阻色环电阻的识别方法
五色环电阻的阻值快速识别步骤：
①五色环电阻阻值识别步骤和四色环电阻识别的步骤是差不多的，依然是先观第五环（即最后一环），四色环电阻的最后一环只有金银无三种色，而五色环电阻的最后一环却有金银棕红绿蓝紫灰无九种色，这样使五色环的误差精度有所提高对于用色环来表示的电阻，分为四色环和五色环两种表示法
四色环表示法规则如下表：
颜色无银金黑棕红橙黄绿蓝紫灰白
第一位有效值0123456789
第二位有效值0123456789
第三位倍乘10-210-1100101102103104105106107108109
第四位误差/%±
20±
10±
5四色环电阻的阻值快速识别步骤：
第一步
当我们拿到一个四色环电阻时，首先看它的第四道色环，第四道色环一般离其它三道色环的距离较远一些，容易找到，并且第四色环的颜色也只有金和银两种色，或者是没有第四道色环即无色之所以要先看第四道色环不仅仅是因为
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