电焊知识.docx
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电焊知识
1、焊接电源
提供电流和电压，并具有适合于弧焊和类似工艺所要求的输出特性的设备。
2、型式检验
对按照某种设计方案制造的一台式多台，焊接电源所进行的试验，以检验其是否符合有关标准的要求。
3、出厂试验（例行检验）
在生产过程中或产品制造后，对每台焊接电源所进行的试验，以检验其是否符合有关标准的要求。
4、下降特性
在正常焊接范围内，焊接电源具有在焊接电流增大时，电压降低大于7V/100A的静态外特性。
5、平特性
在正常焊接范围内，焊接电源具有在焊接电流增大时，电压降低小于7V/100A或电压增高小于10V/100A的静外特性。
6、负载电压
焊接电源在输出电流时，其输出端之间的电压。
7、空载电压
在外部焊接回路断开时，其输出端之间电压（不包括任何稳弧或引弧电压）
8、约定值
用作比较标定和测试的标准参数值
9、约定负载
功率因数不小于0.99的实际无感恒电阻负载
10、约定焊接电流（I2）
在相应的约定负载电压下焊接电源输送给约定负载的电流。
11、约定负载电压（U2）
在约定焊接电流有线性关系的焊接电源所确定的负载电压。
注：
约定焊接电流与约定负载电压的线性关系根据焊接工艺的不同而。
12、约定焊接电流和约定负载电压的线性关系，
a、药皮焊条手工电弧焊
U2=（20+0.04I2）
电流弧I2≥600A时电压为44V
额定焊接电流小于200A，额定负载持续率20%焊接电源
U2=（18+0.04I2）
b、TIG焊
U2=（10+0.04I2）
约定焊接电流≥600A时，约定负载电压为34V
c、MIG/MAG焊
U2=（10+0.05I2）
约定焊接电流≥600A时，约定负载电压为44V
d、埋弧焊
下降特性时
U2=（20+0.04I2）
约定焊接电流≥600A时，约定负载电压为44V
平特性时
U2=（14+0.05I2）
约定焊接电流≥600A时，约定负载电压为44V
13、负载特续率：
约定的负载持续时间与全周期时间之比全周期时间为10分钟。
例如60%负载持续率，施加负载6分钟，接着空载4分钟。
14、额定最大焊接电流（I2max）
在约定焊接条件下，焊接电源在最大档时，所能获得的约定焊接电流的最大值，最大焊接电流大于或等于100%额定电流。
15、额定最小焊接电流（（I2mix）
在约定焊接条件下，焊接电源在最小档时所能获得的约定焊接电流的最小值。
a、 手工电弧焊机和TIG焊机小于或等于20%额定焊接电流
b、其它焊机产品标准规定
16、额定空载电压测试
a、交流额定空载电压有效值不得超过80V。
测度方法：
用交流电压表并联5KΩ（误差5%）的电阻进行测量。
b、直流额定空载电压降值小于113V
测试方法：
用峰值电压表进行测量，电位器应在最大、最小之间变
化时，测得最大的电压值，为该产品的直流峰值电压。
17、允差
生产制造工艺和材料的不一致性，会导致做出的焊接电源在性能不同于
铭牌上的额定值有些差异，因此允许有下述允差：
V0额定空载电压（V）±5%
I2max额定最小焊接电流（A）±10%
I2mix额定最大焊接电流（A）±5%
V2mix最小约定负载电压（V）±5%
V2max最大约定负载电压（V）±5%
I1 额定输入电流（A）±10%
I2max额定最大输入电流（A）±10%
18、绝缘电阻要求
在室温下，用绝缘电阻测试仪施加500V直流电压下，测量，下述各回路之
间的绝缘电阻
a、输入回路（包括相连接的控制回路）与焊接回路（包括相连接与整流器，电抗器和控制回路）之间的绝缘电阻不小于5MΩ。
b、输入回路（包括相连接的控制回路）和外露导电部件或控制回路之间的绝缘电阻不小于2.5MΩ。
c、焊接回路（包括整流器、电抗器和控制回路）与外露导体或控制回路之间的绝缘电阻不小于2.5MΩ。
d、同输入回路或焊接回路不相连的控制回路与外露导电部件或所有其它回路之间的绝缘电阻不小于2.5MΩ。
19、介电强度
焊接电源的绝缘应能经受下述试验电压而无闪络或击穿现象发生。
在各部件之间施加电压如下：
控制回路对焊接回路对外露导电部件之间：
1000V
控制回路对焊接回路之间：
1000V
输入回路对控制回路和外露导电部分2500V
输入回路对焊接回路之间：
4000V
a以上试验过路泄漏电流不大于10mA
b、型式试验时，施加试验电压源值时间为60秒
c、出厂试验时，施加试验电压源值时间为5秒。
20、气路密封性试验
在通气管和焊机的所有连接处涂上肥皂水，同时将压缩空气通往气路，持续时间1分钟，观摩有无漏气和气管变形现象，试验应在焊炬软管出气口堵塞情况下进行。
a、 从减压阀到电磁阀装置之间的压力为0.3MPQ
b、从电磁阀装置至后面气路压力为0.1MPQ
21、噪声
焊机在正常使用条件下运用时，应无异常噪声
带风机的弧焊电源噪声限值应符合表1之规定。
表1
焊接电源电流（A）
125 160 200 250 315 400 500 630
噪声限值（db）
75 80 83 85 87 90 93 97
22、负载运行试验
在例行检验中，焊接电源最大档和最小档，在额定电压和额率条件下的输出电流，测量下述参数：
a、 对下降特性电流：
短路电流
b、 对于平特性电源：
约定焊接电流
该电流应在设计值的+10%～-5%范围内
23、功率整流器组件的负载能力
装有功率整流器组件的焊接电流从冷态，起动在额定最大焊接电流和额定输入下负载运行10min绕组不得超过规的温度极限。
接着进行下述试验：
a、 对于下降特性焊接电源，在外电阻0.008~0.01Ω，下短路60次，每次短路2S，停止3S
b、 对于平特性焊接电源，以1.5倍的额定最大焊接电流负载运行一次，持续时间15S。
试验后功率整流器组件应无损坏或功能破坏
在各种产品制造过程中焊接和切割是切割是一种重要的加工工艺。
焊接不仅可以解决各种钢材的连接，而且可以解决铝，铜等有色金属及钛，锆等特种金属材料的连接。
因而广泛用于机械制造、造船、汽车制造、电力行业、建筑行业等各部门。
随着工业生产的需要和科学技术的蓬勃发展，出现数十种焊接方法来满足生产部门的需要。
各种的焊接方法就需要对应有各种的焊接设备，适应各类产品的特点和适应范围。
电弧焊是其中的一个门类，也用目前应用最广泛的焊接方法。
它包括有手工焊、埋弧焊、钨极气体保护焊，等离子弧焊、熔化极气体保护焊等。
二、电弧焊机的分类及型号的编制之秩序：
根据GB1024－88规定产品型号的编制秩序：
7
1
2
3
4
5
6
1大类别 5基本规格
2小类别 6派性代号
3附注特性 7改进序号
4系列序号
第一位
第二位
第三位
第四位
第五位
字母
大类别
字母
小类别
字母
特性
字母
系列序号
单位
基本规格
B
弧焊变压器
XP
下降特性平特性
1356
动铁芯式
动圈式
晶闸管式
变压器抽关式
A
规定电流
M
埋弧焊机
ZB
自动半自动
省略JE
直流
交流
交直流
123
焊车式
横臂式
机床式
A
额定电流
N
MIG/MAC
ZB
自动半自动
MC
氩气
二氧化碳
省略1346
焊车式
全位置
机床式
旋转焊头式
机器人
A
额定电流
W
TIG焊机
ZS
自动手工焊
省略JEM
直流
交流
交直流
脉冲
省略136
焊车式
全位置
机床式
机器人
A
额定电流
D
点焊机
NR
工频电容式
省略R
一般点焊机
快速
省略23
直运动
手提式
悬挂式
KVAJ
额定容量最大贮能
Z
弧焊整流器
XP
下降特性
平特性
省略EM
一般电源
交直流
脉冲
省略1367
磁放大器式
动铁芯式
动线圈式
抽头式
变频式
A
额定电流
三、对弧焊电源的基本要求
A电源的其知识
弧焊电源的含义
为焊接电弧供电的系统称为弧焊电源。
供电系统中除变压器、整流器或发电机之外，所有其他各种电器元件皆视为弧焊电源的组成部分。
B焊接电源的静外特性
在稳定状态下弧焊电源的输出电压与输出电流的关曲线称为弧焊电源的静特性。
也称为弧焊电源外特性。
弧焊电源外物性分为平特性与下降特性现大类。
平特性以称为恒压特性，下降特性又分为缓降特性、陡降特性以及垂降特性三种。
基中垂降特性又称之为恒流特性。
C负载持续率
负载工作的持续时间与全周期时间的比称为负载持续率全周期时间或称手工周期包括负载持续时与休息时间。
GB－8118－87规定工作期为5、10、20、min与连续。
负载持续是设计焊机时用以表时某种服务类型重要参数，介于0与1之间，用百分比表示。
按国际规定为20% 35% 60% 100%三种。
弧焊电源的额定电流就是该负载持续条件下允许的电大输出电流。
实际工作时间与工任周期之比称为实际负载持续率，不同实际负载持续率条件下允许使用的输出可按下式计算：
如果实际的使用电流比额定输出电流值小则焊机内部发垫比较小，于是就可以使用比额定值更高的负载持续率。
空许负载持续率＝额定输出电流/使用的输出电流＊额定负载持续率
但是，对于直流弧焊机由于使用整流管、晶闸管等为热容量小的零件，其使用电流即使短时间超过额定输出电流也是不允许的。
D约定焊接工作制
具有某负载持续率周期工作制，以约定时间作为一个循环，整个循环由约定的焊接工作时间及随后的相应的空载运行时间所组成。
E负载电压与约定焊接电流
对于不同的焊接方法，包括回路电缆电压降在内的，符合某约定关系的负载电压与负载电流称为约定负载电压与约定焊接电流，约定负载电压与约定焊接电流必须是在无感电阻下测定的。
1）对于手弧电源 U＝20＋0.04I
2）对于TIG焊电流 U＝10＋0.04I
3）对于MIG/MAG焊电流 U＝14＋0.05I
4）对于埋弧焊电源下降特性的按1）的规定，平特性的按3）的规定。
对于手工焊，电流超过600A时，约定负载电夺保持44V不变，对TIG焊，电流超600时约定负载电压34保持不变。
F额定电流与额定电等级
在约定焊接工作制，约定负载电压下约定焊接电流最大值称为额定电流。
按一定规律，焊接电源设备的额定电流分成一定的等级。
我国GB8118－87规定，100A以上按R10优先数系分等，100以下按R5优先数系分等，2000A以上的不作规定 ，其分档如下：
10 16 25 40 63 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000
G焊接电源使用的环境条件
1. 周围环境空气温度
在焊接时－10度～±40度
在运输和存储过程中 －25度～±度C
2..空气相对湿度
在40C 50%
2. 周围空气中的灰尘灰、酸、腐蚀性气体或物质等不超过正常含量，由于焊接过程中而产生的这些物质除外。
H额定空载电压
在额定焊接电流位置，外部焊接回路断开时，其输出端之间电压（不包括任何稳或引弧电压）弧焊电焊源的空载电压高则容易引弧，对于交流弧焊电源，空载电压高则电弧燃烧稳定。
但空载电压高则设备体积小，重量大、功率因数低、不经济。
空载电压高也不利于焊工的人身安全。
为此在确保容易引弧，电弧稳定的条件下空载电压应尽可能低些。
GB8118-87规定的空载电压限值如下。
序号
工作条件
额定空载电压
1
触电危险性较大的环境
直流113V峰值
交流68V峰值和48V有效值
2
触电危险性不大的环境
直流133V
交流113V峰值和80V有效值
3
对操作人员加强保护的机械夹持焊炬
直流141峰值
交流141V峰值和100有效值
I绝缘电阻
1输入回路（包括相连接的控制回路）与焊接回路（包括相连接的整流器、电抗器和控回路）之间：
5MΩ
2输入回路（包括相连接的控制回路）与外露导电部件或控制回路之间：
2.5Ω
3焊接回路（包括相连接的整流器。
电抗器和控制回路）与外露导电部件式控制回路之间：
2.5Ω
4同输入或焊接回不相连的控制回咱与外露导电部件或所有其回路之间：
2.5Ω
注：
测量时固体电子元件及其保护装置予以短路。
J介电强度
焊接电源的绝缘应能经受下述试验电压而无击穿现象发生。
在各部件之间施加电压如下：
控制回路对焊接回路之间：
1）控制回路对焊接回路对外露导电部件之间：
1000V
2）控制回路对焊接回路之间：
1000V
3）输入回路对控制回路和外露导电部分处理2500V－
4）输入回路对焊接回路之间：
4000V
以上试验过程中泄露电流不大于10MA
型式试验时，施加试验电压值时间为60秒
出厂试验时，施加试验电压源值时为5秒
K输入和电功率
1）额定输出电流
它代表焊机容量一个有代表性的数值。
表示在额定输入电压、额定频率、额定工作的电压的条件下，允许流出的电流。
2）额定输入电压
3）接于焊机输入侧的电源电压，以200V相电压为标准。
若接入比这个数值高的输入电压，则不能确保焊机内变压器及其他电气零件的使用寿命，甚至不能确保正常的动作：
相反，若输入电压偏低，则输出的电减少，得不到额定输出值。
一般焊机在额定值的±10%范围内仍然可以使用。
4）额定频率
对于交流弧焊机，如果把用60HZ的焊机通以50HZ的电源，变压器就有烧毁的危险；相反，输出电流则大幅度减少。
5）额定工作电压
流过额定输出电流时焊机输出端子间的电压即为额定工作电压。
根据焊机的种类不同而有不同的规定。
6） 最高空载电压
焊机输入额定电压时，在输出端子间得到的空载电压就是最高空载电压。
根据这个数值和额定输出电流就可以按下式算出额定输入的千伏安数。
7） 额定输入
当焊机使用额定输入电流时，焊机的一侧输入即为额定输入
一次侧电流＝
式中，当单相输入时，N值为1；当三相输入时，N值为3
8）电功率的计算
根据使用电流的大小，可按下式概算出电功率的大小：
使用的输入容量（千伏安）＝使用的输出电流（安）/额定输出电流（安）＊额定输入（千伏安）若要求出输入的千瓦数时，把上式中的千伏安数必成千瓦数亦可算出。
四、弧焊电源的选择
1、手工弧焊机
手工弧焊机使用简单，方法简便灵活，适用性强，但对焊工操场作技术要求高，生立效率低，焊接完后要敲焊渣。
要求一般（碳纲的焊接）采用酸性焊条，用交流弧焊机，高备成本低。
焊接质量要求效高的焊接，用碱性焊条，采用直流弧焊机保证弧焊过程的稳定。
2、熔化极气体保护焊
熔化极气体保护焊采用可熔化的焊丝与被焊工件之间电弧来熔化焊丝与母材金属。
用保护气体隔离周围的空气。
焊接过程中不用清除焊渣。
焊区便观察。
焊枪操作方便，生产效率高。
实际生产中应用越来越广。
熔化极惰性气体保护电弧焊（MIG）主要用惰性气体氩等，电弧在惰性气体中燃烧，电弧稳定，无激烈飞溅。
秀、适用于铝，铜、钛等焊接，也可用于钢材的焊接。
熔化极氧化性混合气体保护焊（MAG）保护气体主要有CO2与少量的O2。
我国目前通常简称CO2焊，由于焊接过程不断发生熔滴短路和熔缩爆断，因此与MIG相比，飞溅较多，采用性能优良的焊机，参数选择合适，可以得稳定的焊接过程，使飞溅降低到最小的程度。
由于使用保护气体价格便宜。
短路过度时焊缝成形良好，加上使用含脱氧剂焊丝即可获得无内部缺陷的高质量焊接接头。
因此CO2焊方法目前已成为黑色金属材料最主要焊接方法之一。
3、埋弧焊
生产效率高，电流密度大，适合焊接中，厚板结构的长焊缝。
电流小于是100A电弧不稳定，适用于平焊，用于300A～500A或1000A的焊接工艺。
4、钨极所体保护焊，简称TIG焊机
钨极气体保护焊，我国目前多采用氩气，所以一般称为氩弧焊机。
由于氩气体护焊能有效地隔绝周围的空气，本身不和金属反应。
钨极氩焊过程中电弧还有自动清除工作表面氧化作用，因此，可以成功地焊接化学性活泼的有色金属。
如铝、钛、锆及不锈钢和其合金。
钨极焊电弧稳定，很小的焊接电源即可稳定燃烧，特别适用于薄板材料的焊接。
由于填充焊料不通过电弧，焊料过给不会产生飞油。
焊缝成开美观。
钨极焊接成本较高。
所以多用于焊接铝。
镁、钛、铜等有色金属和不锈钢碉热钢。
第一部 交流弧焊机的安装，使用与维修
第一章 交流弧焊机的特点和分类
所为交流弧焊机，一般是指使用涂料焊条，以弧焊变压器作为电源，并配有焊钳等是比较简单并已为大家所熟悉的辅助工具。
弧焊变压器实质上是一种具有下降外特性的降压变压器，并配有必要的调节和指示装置，它除了用于手工电弧焊外，还可以作弧切割，堆焊，埋弧自动焊和半自动焊的电源。
由于交流弧焊机具有价格便宜，使用可靠，维修方便，省料等优点。
因而在焊接生产中得到广泛的应用。
虽然交流焊机的稳定性比直流焊机差，热量分配不理想，但用于一般的焊接还是能满足要求的。
我公司主要生产BX1动铁芯式，BX3动圈式，BX6抽头式焊机。
第二章 交流弧焊机的结构
BX焊机实质就是一种可变漏抗的特殊变压器。
工作原理相同于电源降压变压器，为使能改变漏抗，形成下降的工作特性，获得较稳定的焊接工作电流，其结构上与一般的电源变压器有所不同。
下面对我公司生产的交流焊机进行分类讲述。
第一节 BX1动铁芯式焊机
BX1系列为东动铁式结构，构成磁通分路式焊机。
中间是可移动的铁芯，即为焊机的磁通分路部分。
变压器初，次级绕组分别布置在动铁芯的两侧的上下铁芯柱上，借助于螺杆移动动铁芯，从而达到焊接需要的电流和陡降外特性。
动铁芯的位子由电流指示牌表示。
动铁芯的形状通常有梯形和矩形两种。
矩形动铁芯由于动，静铁芯之间的间隙是固定的，磁通分路作用受到一定限制，电流刻度均匀差;梯形动铁芯中间有弹簧片能平稳调节焊接电流，无噪音和震动！
具体结构如下图：
第二节 BX3动圈式焊机
BX3型为动圈式空气漏磁焊机，变压器初次级绕组分成两部分，分别套在两铁芯柱上，初级绕组固定在两铁芯柱底部，次级线圈为可动线圈，由绝缘板固定，套在两铁芯柱上;绝缘板中装有螺套，由定位螺杆在螺套内旋转，带动次级线圈沿铁芯柱上下移动。
由于磁通主要在铁芯中通过，空气中漏磁通量有限，使电流调节范围受到限制;故采用转换形式开关分成二档，利用初、次级绕组，串并联方法来扩大其调节范围，次级线圈沿铁芯柱上、下移动，从而达到焊接需要电流和陡降特性。
第三节 抽头变换式焊机
BX6型为一种抽头变换式空气漏磁式焊机，其初级绕组分为漏磁和非漏磁绕组两个，分别套在口字型铁芯两个柱上，次级绕组与非漏磁绕组绕在一起，利用转换开关调节初级绕组在两个芯柱上的匝数比例，使初、次级绕组漏磁发生变化，从而达到焊接需要的电流和陡降外特性。
六、交流焊的常见故障，产生的原因及检修和方法
表格
等离子弧切割机的用途及特点
等离子弧切割是以高温高速的等离子弧为热源，当电弧的弧柱和高速气流通过割炬喷嘴的小孔时，使电弧的热能集中，压缩程度提高 ，将被切割金属局部熔化并同时用高速气流将熔化的金属吹走，而形成狭窄的切口中。
LGK型空气等离子切割机仅用压缩空气和三相电源即能对各种导电材料进行切割，具有切割速度快，切口窄，变形小，节省材料等特点，可广泛用于船舶、汽车、锅炉、化工、机械、压力容器、环保、净化、厨房等设备生产的板材下料装配加工，控制线路采用集成电路控制，控制程序可靠，故障低，检修方便等。
等离子弧的特点
等离子弧是一种压缩电弧，由于弧柱的断面被压缩的较小，使气体达到高度的电离，因而，能量集中，能量密度可达105～106w/cm2,温度高，弧柱的中心温度18000～24000K，焰流速度大，可达300m/s以上，因此，被广泛用于切割行业中。
等离子弧的特点
它主要借助于气冷喷嘴的内部拘束条件，使弧柱受到压缩的电弧是等离子弧。
它所受到的压缩作用有三种:
1、机械压缩
利用气冷喷嘴的孔道限制弧柱直径，以提高弧柱的能量密度及温度。
2、热收缩
因为气冷喷嘴的温度比较低，所以在喷嘴的内避对立，起一层冷气膜，迫使弧柱的断面进一步缩小，电流密度进一步增大。
3、磁收缩
电弧柱电流本身产生的磁场，对于弧柱有压缩作用，又称为磁收缩效应，试验证明，电流密度越大，磁收缩能力越强。
工作原理
等离子弧切割机是一种常用的金属材料切割最简单的工艺方法，它利用高速、高温和高能的等离子气流来加热和溶化被切割材料，并借助内部的气流将熔化的材料排开。
而形成切口，等离子弧柱的温度特别高，它远远超过了所有金属的熔点，因此，等离弧的切割过程不是依靠氧化反应，而是靠熔化来切割材料的。
等离子弧的切割
等离子弧的切割设备包括切割电流、控制电路、割枪、气路、小路、自动切割小车等部分组成。
1、切割电源
一般都采用陡降的外特性直流电源，切割电源输出的空载电压一般大于250V，非接触式的空载电压还要高一些，这样才能使引弧可靠及切割电弧稳定。
2、控制电路
根据控制程序要求，控制电路要执行提前送气，引弧装配应在3S内引燃电弧，当电弧建立后，能自动切断引弧装置，切割结束时，控制电路能保证切割小车停止，滞后送气，应可靠地自动切断主回路，或降低空载电压至安全限制，此外，当电源短路，电流过大，工作中途断小等故障发生时，控制电路应自动停止切割工作，保证安全。
3、割枪
等离子切割枪它主要包括电极、导电嘴、陶瓷保护罩、气室、小路、气路等。
在割枪的结构上应保证充分的小冷作用，以及容易更换电极、喷嘴等，割枪中的电极一定要与喷嘴同心，喷嘴的结构及尺寸对于等离子弧的压缩及稳定有重要的影响，同时也关系到切割的能力，喷嘴寿命及切口质量等。
工艺参数
1、切割电流
切割电流过大，易烧损电极和喷嘴，因此，相应于一定的电极和喷嘴应采用一合适的电流。
2、空载电压
空载电压高易于引弧，切割厚度板材时，空载电压相应要高，空载电压还与切割枪的结构、喷嘴至工件的距离、气体流量等有关。
3、切割速度
它主要取决于材质板厚、切割电流、切割电压、气体流量、喷嘴结构等。
4、气体流量
气体流量要于喷嘴孔径相适应，气体流量大，易于压缩电弧，使等离子的能量更为集中，但气体流量过大，从电弧中带走过多的流量，反而会也降低切割能力，不利于电弧稳定。
NBC系列半自动CO2气体保护弧焊机
一、CO2气体保护焊的原理与特点：
1、CO2气体保护焊的原理
由焊接电源提供能量，经过送丝机自动送焊枪头部，由CO2气体保护熔池的一种先进的熔接方法。
只操作焊枪即可焊接，取消了手弧焊短时间内更换焊条的麻烦，还可适用于大电流焊接，大幅度提高了工作效率。
2、CO2气体保护的特点
a、焊接速度快 b、引弧性能良好 c、熔深大 d、熔敷效率高 e、焊接质量好 f、可全方位焊接 g、焊接范围广 h、使用简单
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