最新MZ11000型自动埋弧焊机电路原理分析及故障处理.docx
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最新MZ11000型自动埋弧焊机电路原理分析及故障处理
MZ－1－1000型自动埋弧焊机电路原理分析及故障处理
第1章埋弧焊机简介0
1.1基本分类0
1.2焊接特点1
1.3操作规程1
1.4注意事项2
第2章MZ－1－1000型自动埋弧焊机电路原理分析4
2.1MZ－1－1000型自动埋弧焊主要参数与结构4
2.2MZ－1－1000型自动埋弧焊操作程序及电路原理6
2.3MZ－1－1000型自动埋弧焊机电路原理分析11
第3章MZ－1－1000型自动埋弧焊机故障处理14
3.1故障原因及处理方法表14
3.2常见故障分析及处理15
参考文献20
致谢21
第1章埋弧焊机简介
1.1基本分类
埋弧焊机由焊接电源、埋弧焊机和辅助设备构成。
其电源可以使用交流、直流或交直流并用。
埋弧焊机分为自动焊机和半自动焊机两大类。
半自动埋弧焊机
①半自动埋弧焊机；半自动埋弧焊机是由焊接小车、埋弧焊机组成，焊接小车可以前后行走，速度可调。
半自动埋弧焊机的主要功能是：
（1）将焊丝通过软管连续不断地送入电弧区；
（2）传输焊接电流；（3）控制焊接起动和停止；（4）向焊接区铺施焊剂。
因此它主要由送丝机构、控制箱、带软管的焊接手把及焊接电源组成。
软管式半自动埋弧焊机兼有自动埋弧焊的优点及手工电弧焊的机动性。
在难以实现自动焊的工件上（例如中心线不规则的焊缝、短焊缝、施焊空间狭小的工件等），可用这种焊机进行焊接
自动埋弧焊机
自动埋弧焊机是由埋弧焊机，辅助设备组成，可以达到自动焊接，自动埋弧焊机的主要功能是；
（1）连续不断地向焊接区送进焊丝；
（2）传输焊接电流；（3）使电弧沿接缝移动；（4）控制电弧的主要参数；（5）控制焊接的起动与停止；（6）向焊接区铺施焊剂；（7）焊接前调节焊丝端位置。
常用的自动埋弧焊机有等速送丝和变速送丝两种。
它们一般都由机头、控制箱、导轨（或支架）以及焊接电源组成。
等速送丝自动埋弧焊机采用电弧自身调节系统；变速送丝自动埋弧焊机采用电弧电压自动调节系统。
自动埋弧焊机按照工作需要，做成不同的形式。
常见的有：
焊车式、悬挂式、机床式、悬臂式、门架式等。
使用最普遍的是MZ—1000焊机，该焊机为焊车式。
MZ—1000焊机采用电弧电压自动调节（变速送丝）系统，送丝速度正比于电弧电压。
1.2焊接特点
一般埋弧焊多采用粗焊丝，电弧具有水平的静特性曲线。
按照前述电弧稳定燃烧的要求，电源应具有下降的外特性。
在用细焊丝焊薄板时，电弧具有上升的静特性曲线，宜采用平特性电源。
埋弧焊电源可以用交流（弧焊变压器）、直流（弧焊发电机或弧焊整流器）或交直流并用。
要根据具体的应用条件，如焊接电流范围、单丝焊或多丝焊、焊接速度、焊剂类型等选用。
一般直流电源用于小电流范围、快速引弧、短焊缝、高速焊接，所采用焊剂的稳弧性较差及对焊接工艺参数稳定性有较高要求的场合。
采用直流电源时，不同的极性将产生不同的工艺效果。
当采用直流正接（焊丝接负极）时，焊丝的熔敷率最高；采用直流反接（焊丝接正极）时，焊缝熔深最大。
采用交流电源时，焊丝熔敷率及焊缝熔深介于直流正接和反接之间，而且电弧的磁偏吹最小。
因而交流电源多用于大电流埋弧焊和采用直流时磁偏吹严重的场合。
一般要求交流电源的空载电压在65V以上。
为了加大熔深并提高生产率，多丝埋弧自动焊得到越来越多的工业应用。
目前应用较多的是双丝焊和三丝焊。
多丝焊的电源可用直流或交流，也可以交、直流联用。
双丝埋弧焊和三丝埋弧焊时焊接电源的选用及联接有多种组合。
1.3操作规程
一、埋弧焊机操作人员必须经过电弧焊接工作的专门培训，持证上岗，非本机操作人员，严禁擅自操作设备。
二、作业前检查电缆绝缘情况，如有损坏立即停止使用，确认各部导线连接良好，控制箱外壳和接线板上的罩壳盖好。
三、作业过程中，操作人员要精神集中，正确操作，注意机械情况，不得擅自离岗或将机器交给其他无证人员操作，严禁无关人员进入作业区。
四、作业工程中，任何人员均不得蹬上龙门架顶层平台进行观察、检修或检查工作。
如必须蹬顶作业，必须先停车断电。
五、焊接进行中，不许铲药皮、清渣，铲药皮清渣时要戴护目镜。
六、认真及时做好保养工作，保持机械完好状态，机械不得带病工作，运转中发现不正常，立即停机断电检查，排除故障方可使用。
七、操作人员下班时，要将机械停放在待命位置，关机断电，锁好电闸箱，清理现场杂物，焊渣。
1.4注意事项
1.电源与小车控制盒上的“平特性/降特性”设置必须一致。
降特性为恒流变速送丝，平特性为恒压等速送丝。
埋弧焊正常焊接时，焊接电流和焊接电压两个参数只有其中一个较稳定，而另外一个会有一定范围内的波动，如果使用降特性焊接，则电流较稳定，变化不超过3A，而电压会有3~5V范围内的波动，因为降特性为恒流不恒压，如果使用平特性焊接，则电压较稳定，变化不超过1V，而电流会有20-50A范围内的波动，因为平特性为恒压不恒流。
2.细焊丝（φ3mm）小电流（500A）焊接只能用平特性，粗焊丝大电流焊接可用降特性或平特性。
6mm以下的薄板焊接只能用平特性，并且只能用MZ-ZK-630B小车细丝焊接。
厚板焊接一般用降特性。
3.焊接参数（包括行走速度或行走电压、焊接电流、焊接电压）设置必须严格按照焊接规范（详看说明书）执行。
焊接规范参数是实际焊接时参数而非预置参数。
实际焊接时如果参数不对，可实时调节电位器来实现。
电流电压工作点也可大致按以下公式来计算?
U=20+0.04I。
4.本焊机有焊接电流和焊接电压预置功能。
焊机未焊接前小车数显表值为焊接电流和焊接电压的预置值，实际焊接时小车数显表值为焊接电流和焊接电压的实际值。
预置值可能较准确也可能不准确?
这跟焊接特性和焊丝直径有关，降特性焊接时（注意降特性为恒流不恒压），焊接电流预置值与实际值差距不大，而焊接电压预置值会比实际值稍低，平特性焊接时（注意平特性为恒压不恒流），焊接电压预置值与实际值差距不大，而焊接电流预置值会与实际值有或大或小的差距（在相同的焊接电流预置值下，焊丝直径越大则焊接电流实际值越大）。
必须注意：
平特性焊接当使用大直径焊丝时，焊接电流预置不能过大，否则焊接电流实际值有可能会超过焊机最大额定焊接电流并损坏焊机?
务必避免此情况出现。
5.埋弧焊送丝小车有三种型号?
各自有使用范围。
6.不同直径焊丝焊接时实际焊接电流不能超出该焊丝适用电流范围。
7.不同直径焊丝必须选用与其对应的导电嘴和送丝轮。
8.所有电位器调节方法：
（一）电源PCB板与数显表?
①R96（V34负-P7?
右旋增大）-调节埋弧焊最大电流?
调到2.92K?
②R88（P24-P28?
右旋减小）-调节埋弧焊最小电流?
调到3.32K?
③焊接电压数显表内部电位器-调节使电压表值最大?
④R11（右旋R10方向增大?
表值增大）-调节校准焊接电压表与实际值一致（带载）?
⑤RP1（右旋减小?
表值增大）-调节校准焊接电流表与实际值一致?
⑥RP2（右旋增大）-调节平衡电抗两侧电流平衡度?
⑦R5（右旋R13方向增大?
表值增大）-调节使预置电流与实焊电流一致?
⑧R95（V34负-P5?
右旋增大?
表值减小）-调节使最大预置电流为最大额定焊接电流值?
⑨R85（P4-P28?
右旋减小?
表值减小）-调节使最小预置电流为100A?
（二）小车PCB板与数显表?
①CW102（D104正-R109?
右旋减小）-调到2.36K?
②CW301（24V-Q302E?
右旋减小）-调到133Ω?
③焊接电压数显表内部电位器-调节使放大倍数为2.30V/24.0V?
④CW101（右旋R111方向增大,电压减小?
手动送丝速度增大）-调节手动送丝和起弧瞬间送丝速度?
调到使IC4-7脚电压为7.75V?
⑤R47（右旋增大?
表值增大）-调节校准行走电压表与实际值一致?
⑥焊接电流数显表电位器-调节校准焊接电流表与实际值一致?
⑦R20（右旋增大?
表值增大）-调节校准焊接电压表与实际值一致?
⑧R52（右旋减小?
表值增大）-调节使最大预置焊接电流为最大额定焊接电流值?
⑨R54（右旋减小?
表值增大）-调节使最大预置焊接电压为48V?
9.焊剂必须用细小颗粒的焊剂，焊剂重复使用必须用过滤网过滤干净，不能有一点杂质。
10.地线、焊接电缆线与工件连接必须牢固可靠。
11.工件必须要垫平不能有晃动,工件表面需较平整。
12.焊接前最好让交流接触器先接通（打到手工焊再打回埋弧焊），交流接触器有8分钟的延时。
13.埋弧焊起弧必须用短路起弧（焊接前先清理焊丝头部粘住的焊剂熔渣?
然后按住“手动进丝”直到焊丝与工件短路并自动停止送丝为止）。
14.焊接结束时会有2秒的延时焊接收弧过程，以避免粘丝。
15.小车正在行走时不能改变行走方向。
16.焊剂流量取决于出料套距离工件的高度，而出料套距离工件的高度取决于焊接电流的大小，焊接电流越小，出料套距离工件的高度越小，焊剂流量也越小，不同电流焊接时必须调试找到最佳高度（小电流焊接时焊剂流量过多可能会产生气孔，需调试找到最佳高度）。
17.电源正负输出端必须带负载，不能直接短路，否则电流会很大且不可调。
[2]
第2章MZ－1－1000型自动埋弧焊机电路原理分析
2.1MZ－1－1000型自动埋弧焊主要参数与结构
2.2MZ－1－1000型自动埋弧焊操作程序及电路原理
2.3MZ－1－1000型自动埋弧焊机电路原理分析
1．系统原理
2．电路原理分析
电路控制原理图
第3章MZ－1－1000型自动埋弧焊机故障处理
3.1故障原因及处理方法表
3.2常见故障分析及处理
一、焊机振荡故障
1、现象
焊机振荡故障现象表现为在焊机运行过程中,送丝电机或焊接小车出现无规则涌动现象,使焊接
过程难以正常进行。
这种故障现象一般出现在焊机连续使用时间较长或因维修等原因更换了控制面
板的元器件和改变焊机工作法的情况下。
送丝电机和焊接小车可能同时或单独发生振荡现象。
（1）焊接小车振荡故障现象。
将控制电源开关K1拨到“通”的位置,把“焊接调试”开关K2拨到“调试”位置,或按“起动”按钮AN1时,焊接小车开始运行,但会出现无规则涌动,即焊接小车振荡现象。
将这种振荡现象用坐标图表现出来,如图:
当焊接小车振荡时,调整“焊接小车速度”旋钮W2,振荡频率加快或减慢,有时,若使焊接电枢
电压大于60V时,焊接小车振荡现象消失,焊车运行恢复正常。
（2）送丝电机振荡故障现象。
将控制电源开关K1拨到“通”的位置,按“起动”按钮AN1或点动送丝、抽丝,送丝电机出现无规则涌动送丝或抽丝现象,即送丝电机振荡现象。
这种现象在焊接过程中
出现,使焊丝抽出过长或过短,而无法正常焊接。
调节电弧电压调整旋钮W1,只能改变送丝电机振荡频率,而不能消除振荡。
2、振荡故障现象产生的原因分析
（1）续流二极管D25断路或出现较大的接触电阻。
如果将D25取消,那么电机M1转子绕组和晶闸
管KP1的回路可以用下图的简图来示意。
当KP1刚被触发导通时,转子绕组产生阻碍电流变化
的感应电动势e2（极性为上负下正）,使电路中电流不能跃变,电流由零逐渐上升。
当电流达到最大值
时,感应电动势eL=0,而后电流减小,极性变化。
eL经过电枢电路加给KP1。
当电枢电压（由变压器B1提供）提供的电流小于晶闸管导通的维持电流时,eL可以使KP1的电流得到补偿而继续导通。
由于导通角随电弧电压随时变化,因此晶闸管关断。
导通的状态不会在每个周期内完全一致,而且由于eL使KP1
导通电流增大,因此,就使送丝电机产生涌动加快的振荡现象。
为避免这种现象,可在下图回路中并联一个续流二极管D25,它可以使eL经D25而消化。
如果D25断路或虚接,送丝电机都会马上出现
涌动加快的振荡现象。
（2）脉冲变压器B2触发脉冲信号出现异常。
可知,B3提供触发脉冲信号要经过一个较复杂的过程,即D4经过D12～D15给G3提供分置电压,R22和R21给C6充电,C6电压达到C4触发电压时,G4导通给B3产生脉冲,如果某个元件的性能发生变化,比如G3、G4性能改变,反馈电位器R59阻值过小等,可以使B3的脉冲信号出现异常,从而使KP1导通角发生变化,致使送丝电机发生振荡故障。
这种原因产生的振荡故障现象可能是无规律的涌动加快,也可能是涌动减慢。
（3）晶闸管自身性能变化或不适应触发电路对其性能的要求。
经过对不同技术性能的晶闸管分别
安装在电路中实验,发现晶闸管门极触发电压值的高低,直接影响送丝电机的性能。
凡门极触发电压
小于等于0.9V的晶闸管,均可使送丝电机稳定运转;而门极触发电压大于0.9V的晶闸管,均不同程
度地产生振荡故障现象。
另外,送丝机构的机械故障使送丝电机负载过大,也会使电机涌动运转,产生“振荡”。
焊接小车产生振荡故障的原因与以上分析基本相同。
焊车电枢电压大于60V时,焊车振荡消
失,是因为此时B4产生的脉冲电压使晶闸管KP2在全部周期内导通。
在长期的维修实践中发现,在导致振荡的诸多原因中,晶闸管损坏后更新的元件门极触发电压较高（大于1.0V）所造成的振荡故障几率最高,因而正确使用晶闸管元件尤为关键。
3、振荡故障排除方法
（1）先检查送丝电机和焊接小车是否有机械故障或超负载,如有,则将机械故障或超负载排除。
（2）机械故障或超负载排除后,仍有振荡故障现则要检查续流二极管D25或D32是否完好,有无
断路或虚接现象。
若二极管已损坏则更换,若虚接则将虚接点焊好。
（3）排除二极管故障后仍有振荡故障现象,则要检查晶闸管KP1或KP2是否损坏。
若晶闸管损坏以
后,选择新晶闸管元件,其门极触发电压小于等于0.9V最可靠。
（4）晶闸管元件更换后仍有振荡现象,则要检查触发电路中各个元器件,主要是G3～G6、B3、B4以及几个可调电位器。
如有损坏则要更换。
检查或更换新元件之后,再按MZ-1-1000说明书介绍的工作点校正法,重新校正工作点。
按以上方法操作,一般情况可排除振荡故障。
2、其它常见故障
对于其它常见现象，其分析方法和处理办法应可参照3.1表。
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