中级电工工艺学教案电焊机修理

1、- 45 -第三章 电焊机的修理第一节 交流弧焊机的结构及接线图31交流弧焊机的原理电路单相交流弧焊机优点：具有结构简单(没有旋转部分)、使用年限长、维护方便、效率高、节省电能和材料、焊接时不产生磁偏吹等优点，因此得到广泛应用。一、交流弧焊机的工作原理1、原理图：图31是交流弧焊机的原理电路图。2、组成及作用： 变压器T：作用是将电网电降到6070V的低压，供安全操作用 电抗器L：作用是用来调节焊接电流同时限制焊接电流。3、工作原理及过程：当焊条接触工作物的瞬间，焊钳与工件间的电压由6070V急速下降到零，这时电源变压器、焊钳、工件和电抗器组成一闭合回路。当焊条以均匀缓慢的速度离开工件约5mm

2、左右时，应能起弧进行焊接，这时焊钳与工件间的电压只有2030V。当停止焊接时，电压即回升到6070V。4、交流弧焊机的下降外特性：图32所示二、常用交流弧焊机的结构及其电路图33 BXl系列磁分路动铁式焊 接变压器结构示意图目前国内生产的交流弧焊机品种很多，其结构多种多样，但基本原理大致相同。下面着重介绍BXl、BX2和BX3（一）BXl系列交流弧焊机1、类别：为三铁心柱的单相磁分路式降压变压器2、结构：如图33所示，中间为可动铁心，两边为固定铁心，铁心窗口特别高而宽，以增大变压器的漏抗。一次侧为筒形绕组装在一个主铁心柱上，二次绕组分成两部分，一部分装在一次绕组外面，另一部分兼作电抗线圈装在另

3、一侧固定铁心柱上。3、原理：BXJ系列交流弧焊机电路接线如图34。 空载时：由于无焊接电流通过，电抗线圈不产生电压降，故形成较高的空载电压，便于引弧。 焊接时：二次绕组有焊接电流通过，同时在铁心内产生磁通，该磁通经过可动铁心又回到二次绕组而构成回路，该磁通称为漏磁通，可动铁心成为漏磁通的闭合回路。由于铁心磁阻很小，因此漏磁通很大。因漏磁通在二次绕组内感应出一个反电动势，所以二次电压就下降。 短路时：二次电压几乎全部被反电势抵消，这样就限制了短路电流，获得下降的外特性。4、焊接电流的调节 粗调：更换二次侧接线板的连接片的位置，改变二次绕组和电抗线圈的匝数达到目的。 细调：转动铁芯的位置，即改变漏

4、磁分路的大小，当可动铁芯远离固定铁芯时，漏磁减小，焊电流增加5、型号：BX1系列交流弧焊机有BX1-135；BX1-3306、特点及用途：体积小、重量轻、成本低、振动较小，小电流焊接时比较稳定；特别适用于经常移动的场所。图3-5 BX2系列焊机结构图（二）BX2系列交流弧焊机1、类别：为同体组合电抗式焊接变压器2、结构：如图3-5，铁芯形状象个“日”字，有上下两个窗口，“上囗”为电抗器铁芯，“下囗”为变压器铁芯。电抗器的下轭和变压器上轭为公用的磁路部分。一次绕组分成两部分装在主绕组外层。电抗线圈一半固定在“上囗”铁芯上，另一半固定在“上囗”铁芯动铁轭上。3、原理： BX2500型焊机电路接线如

5、图36所示。 空载时：由于无焊接电流通过，电抗线圈不产生电压降，因此空载电压基本上等于二次电压，这就便于引弧。 焊接时：由于焊接电流通过电抗线圈产生电压降，从而获得下降特性。 短路时：由于有大的短路电流通过电抗线圈，产生了很大的电压降，有使二次绕组的电压接近于零，限制了短路电流。4、焊接电流的调节通过移动电抗铁芯的上轭的可动部分以改变气隙距离，从而改变漏抗的大小，使电流随之改变，铁心间隙增大，焊接电流增加，反之，则焊接电流减小。5、型号：BX2系列交流弧焊机有BX2500型、BX2700型、BX-1000型、BX22000型等。6、特点及用途：该类焊机容易振动，小电流焊接不稳定，故只适用于大容

6、量。图37 B)(3系列动圈式焊接 变压器结构示意图（三）BX3系列交流弧焊机1、类别：为动圈式单相弧焊变压器 2、结构：铁芯采用口字形。一次绕组分成两部分固定在两铁心柱的底部，二次绕组亦分成两部分，装在铁心柱上非导磁材料做成的活动架上。可借手柄转动螺杆，使二次绕组沿铁心柱作上下移，如图37所示。改变一次与二次两绕组间的距离，可改变它们之间的漏抗大小，从而改变焊接电流。借助于一、二次绕组的漏磁作用而获得焊机的下降特性。3、焊接电流的调节： 粗调：通过改变一次绕组的接法（串联或并联）实现的。 细调：依靠转动手柄改变一、二次绕组间距离，从而改变漏抗大小来实现。距离越大，漏抗越大，焊机电流越小。4、

7、型号：有BX3-120、BX3-300、BX5005、特点：振动很小，电流调节范围大，小电流焊接的电弧稳定，但铁芯高，重心偏上，不利于搬运。第二节 直流弧焊机的结构及接线1、直流弧焊机与交流弧焊机相比较具有的优点：具有容易引燃(起弧)电弧稳定、焊接质量可靠、能焊接多种焊条，对于三相电网来说负载平衡，并可提高功率因数。2、分类 旋转式直流弧焊机：过去生产的直流弧焊机，都采用三相异步电动机带动同轴直流电焊发电机的旋转式结构，即为旋转式直流弧焊机，因机组庞大价格昂贵、维修不便，从而限制了它的使用范围。 整流式直流弧焊机：硅整流元件的快速发展，使硅整流直流弧焊机得到很快的发展，从而逐步取代直流弧焊发电

8、机。 一、旋转式直流弧焊机（一）AX一320型直流弧焊机1、类型：AX一320型直流弧焊机是目前使用较广的一种焊机，属于裂极式类型。2、参数：焊机空载电压50-80V，工作电压为30V。电流调节范围是45320A。图39 AX-320型直流弧焊机原理图 a)结构原理图b)原理图3、组成：由一台三相异步电动机和一台裂极式直流弧焊发电机组成，顶部装有调节焊接电流的变阻器，机身下面装有滚轮，前端有拉手柄，便于移动。侧面有两个接线柱，分别为正负极，可根据焊接需要的极性接线。4、结构： 四个磁极：不是交替分配的，而是两个北极N1、N2和两个南极S1、S2相邻地分布着，其结构原理见图39a，所以它实质上是

9、一台两极的直流发电机。N1、S1称为主极，颈部开有缺口，铁心截面狭窄，以使磁极易达饱和。N2、S2称为交极，铁心截面较大，且没有缺口，其磁路不易饱和。 电刷a,b,c 及并励绕组：在磁极几何中心线上装有主电刷a和b，在a和b电刷中间又装有一个辅助电刷c，发电机有两组并励绕组接在a和c上，其中分布在四个极上的一组是不可调节的，另一组分布在两个交极上，并在它的回路中串有一个可变电阻，用以调节励磁电流，达到调节焊接电流的目的。其线路原理见图39b。由于主极的饱和，故发电机在各种负载的情况下，电刷a、c问的电压几乎不变，因此并励绕组如同接在一个恒压的电源上。4、原理： 焊机的下降特性的获得：是由于电枢

10、反应的去磁作用而获得的。所谓电枢反应，就是当发电机的电枢有电流通过时，它所产生的磁通会起着削弱原来磁场的作用。 焊机的端电压Uab：是由电刷a、c间与c、b间的电压之和决定的，即 Uab=Uac+Ucb 空载时：发电机电枢中无焊接电流通过，不产生电枢反应，所以发电机空载电压较高，便于引弧。 焊接时：发电机电枢中有电流通过，便产生电枢反应，它所产生的磁通和主磁通方向相同，而与交极磁通方向相反，将使交极磁通减少，主极磁通增加。但由于主极开有缺口，早已磁饱和，因此主磁通不能再增加，而只能使交极磁通减少，从而削弱了发电机所产生的总磁通，发电机感应电动势大大减少，使发电机的电压下降到相当于电弧稳定燃烧的

11、电压，获得了焊机的下降特性。 在短路时：由于电枢反应所产生的磁通急剧增加，它不但完全抵消了交极磁通，而且还形成与交极磁通相反的磁通，使Ucb改变方向，且接近Uac的数值，因此焊机的电压Uab接近于零，限制了短路电流。5、电流调节的方法 细调节：即调节在并励绕组中的可变电阻，因它影响焊机的空载电压，所以调节范围受到限制。 粗调节：它是通过移动电刷的位置来实现的，当把电刷顺着电机旋转方向移动时，电枢反应增强，电压降低，电流减小。反之，逆电机旋转方向移动时，电流就增大。粗调节共有三挡位置：固定在机盖上的三个凹槽中。第一挡位置电流最小，第三挡位置电流最大。（二）AXl500型直流弧焊机1、类型：AXl

12、500型直流弧焊机属于差复励式。2、参数：焊机的空载电压为6090V，工作电压为40V，电流调节范围为120600A。3、组成：AXl500型直流弧焊机由一台三相异步电动机和一台差复励式直流弧焊发电机组成。4、结构：图310 Axl500型直流弧焊机原理图 四个主磁极：该发电机与AX一320型的有所不同。它的四个主磁极的极性是互相交替的，磁极铁心截面处有狭颈，磁极极掌中部顺轴向有凹槽，以减少辅助电刷的火花，电刷不能移动。 四个换向极：为了改善换向情况，设有四个换向极。 两组励磁绕组：发电机有两组励磁绕组，即并励和串励绕组。并励绕组分布在全部的四个主磁极上，它的电流是自励的，由一个辅助电刷c和一

13、个主电刷a供电。所产生的磁通是不随焊接电流大小而变化的。 去磁绕组：在两个主磁极上还接有串联去磁绕组，并有抽头串励绕组所产生的磁通与主磁通方向相反。 两个电刷：一个辅助电刷c和一个主电刷a。5、原理： 下降特性的获得：AXl500型直流弧焊机的下降特性是借串联去磁绕组的去磁作用，以及电枢反应的去磁作用而获得的。AXl500型直流弧焊机的原理，见图310。 空载时：利用剩磁进行自励，并励绕组两端的电压为两个工作电刷之间电压的一半，发电机空载电压上升，使等于，此时发电机不产生电枢反应，没有去磁作用，因而获得较高的保持恒定的空载电压，便于引弧。 焊接时：发电机中产生三种磁通：并励磁通、串励磁通和电枢

14、反应磁通。AXl500型直流弧焊机磁通分布示意图。见图3一11。由图中可看出N极的左边和S极的右边，与磁通方向相反，并随焊接电流的变化而改变，但两者基本上抵消，因此在电刷a与c之间产生的电压是由并励磁通来决定的。由于此电压不随焊接电流的变化而改变，所以用来自励并励绕组。再看N极的右边和S极的左边，和都起着去磁作用，随着焊接电流的增加，和的去磁作用不断增强，减小，焊机的电压随之降低，从而获得了陡降的外特性。图311 Axl一500型直流弧焊 机磁通分布示意图 短路时：由于与急剧的增加，因此使变得很小，甚至使，焊机电压接近于零，从而限制了短路电流。6、电流调节方法： 粗调：是改变串励去磁绕组的匝数

15、。在接线板上有三个接线柱，一个为“一”极，另两个为“+”极。中间一个“+”极接线柱连接六匝去磁绕组，焊接电流可在300A以下调节，另一个“+”极接线柱连接四匝去磁绕组，焊接电流可在300A以上调节。 细调：是利用变阻器改变并励绕组的电流大小。（三）AX33002型直流弧焊发电机1、结构： 四个主极和四个换向极： 主极与一般直流发电机不同，它的励磁极靴两边不对称，其中一边较突出，另一边则削短，具有倾斜而非均匀的空气隙。 换向极铁心亦较宽，起磁分路的作用。 绕组： 在三个主磁极上绕有并励绕组，在余下的一个主磁极上则绕有他励绕组，另外在四个主磁极上都绕有串励绕组，如图312a所示。2、串励绕组接成：

16、加复励。当负载增大时，串励绕组的作用：是使主磁极迅速饱和，主磁极的部分磁通成为漏磁经过换向极的前极尖(突出的极靴)、磁轭而回到主极。3、他励绕组的供电：由三相异步电动机定子的一相绕组抽头经硒整流器供电。4、陡降的外特性获得：发电机负载越大，漏磁就越多，因此通过主极与电枢的磁通大大减少，而获得陡降的外特性。5、弧焊机的原理如图312b所示。6、电流调节： 粗调节：分为两挡，它是用有“大”、“小”记号的单掷开关，把并励和他励绕组电路中的附加电阻接入或短路来实现的。 细调节：则是用移动电刷位置来均匀调节的。AX33002型直流弧焊机的技术数据见表34。二、ZXG系列整流式直流弧焊机1、ZXG系列整流

17、式直流弧焊机是一种将交流电经过二极管整流变成直流电的一种弧焊机。一般都采用硅二极管整流，故又称为硅整流弧焊机。2、它与旋转式直流弧焊机比较：具有体积小、效率高、工作可靠、使用年限长、维护简单等优点。3、ZXG系列弧焊机用途：除用作手工操作电弧焊之外，还可作为钨极氩弧焊电源，其中ZXG一500型焊机除上述用途外，还可作自动或半自动埋弧焊电源及碳弧切割电源。4、ZXG系列弧焊机的电路接线图及组成接线图如图313。它由下列各部分组成。(1) 三相变压器T；用以降低电源电压。(2)内反馈三相磁放大器(简称磁放大器)：磁放大器是焊机的主要部件，它由六只饱和电抗器(放大元件)与六只硅整流器串联组成内反馈的

18、三相桥式整流电路。磁放大器的作用是：将交流电变为直流电，并获得陡降的外特性。焊接电流的调节：依靠调节R10，以改变电流的大小。 自饱和电抗器：它由三只铁心组成，每只铁心上装有交流绕组，如图314所示。每只铁心两旁的铁心柱上的两部分交流绕组串联起来，使该相内反馈电流(指整流后的直流分量)产生的磁通与直流控制绕组产生的磁通相叠加。直流控制绕组装在中间铁心上，为六元件所共用，内反馈(指整流后的交流分量)的电流所产生的交流磁通在共用的控制绕组中所感生的电动势总和为零。自饱和电抗器的铁心采用冷轧硅钢片，故铁心切忌敲打震动，以免磁性能变坏。硅整流器组：由六只硅整流元件组成，并分别与六个放大元件串联后，接成

19、三相桥式全波整流电路。由于焊机经常处于空载一负载一短路的相互交替工作状态，它将产生很高的瞬时过电压及过电流的冲击，因此，硅整流元件应有过电压保护及良好的通风冷却。在硅整流元件侧及输出端并联适当的阻容元件作过电压抑制保护，并采用风压开关SP，保证整流元件在不小于5ms风速的冷却条件下工作。(3)输出电抗器：输出电抗器串接在焊接回路内作滤波用。它除使整流后的直流电更平直外，还可减少金属飞溅，使电弧稳定。(4)铁磁谐振式稳压器：为了减少电网电压的波动对焊接电流的影响，磁放大器的控制绕组的电源采用铁磁谐振式稳压器TS，它输出25V交流电压，经单相桥式整流后供给控制绕组，作直流励磁用。(5)通风机组：焊

20、机各部件的安装，应适合不同的冷却要求。风路：风由下部和两侧面板上的进风窗口进入焊机，经过输出电抗器、饱和电抗器、三相变压器后、冷却硅整流器组，最后由背面的面板中部排风窗口排出。特别是硅整流器组应安置在出风口处，确保被安装在前面的通风机所冷却。在出风口处装有一只风压开关SP，它由一只微动开关及具有杠杆机构的叶片组成。当风扇鼓风时，叶片受风的压力而吹开，使杠杆机构动作，从而触动微动开关，接通电路，于是磁放大器开始工作，输出一定直流电压即可开始焊接工作。当风扇停止鼓风时，风压消失，叶片复位，由于微动开关的复位使电路断开，即整个焊机停电。必须注意，严禁在不通风情况下进行焊接，以确保硅整流元件及其他电器

21、部件的安全。ZXG系列整流式直流弧焊机的技术数据见表35。第三节 电焊机的修理与维护保养一、交流弧焊机的维护保养（一）使用注意事项1、使用前必须检查一次绕组的额定电压是否和电源电压相符，并检查接线端子板上的接线是否正确，对于外接电抗器还应检查焊接变压器与电抗器的接线是否正确。如果是第一次投入运行或长期停用后的交流弧焊机，则应用500V的兆欧表测量各绕组对铁心和绕组间的绝缘电阻，不应低于05M。2、交流弧焊机一次侧、二次侧的接线板上的螺母、铜接线片和导线的接触必须是紧密可靠，如果接触不好，会使螺栓、螺母和连接片烧坏。因此在运行一个时期以后应用细砂布将各接触面的氧化层擦净，再将螺栓紧固。3、一次侧

22、到电源的接线：可用BXR型橡胶绝缘铜芯软电线，焊接用电缆：可用YYH型橡套铜心软电缆。4、用电动机传动通风机或电抗器动铁心的交流弧焊机，在第一次接通电动机电源时，必须注意电动机的转动方向是否正确。焊机在工作时，通风机不应停止，以免焊机过热烧坏。5、交流弧焊机不可过载，以免绕组过热烧坏。在室外运行时，应避免雨水渗入。（二）交流弧焊机的常见故障及排除方法见表36。 表36交流弧焊机的常见故障及排除方法二、旋转式直流弧焊机的维护保养（一）使用注意事项1、旋转式直流弧焊机的电气和机械旋转部分较为复杂，应根据说明书的要求对焊机进行定期的维护保养。2、新焊机或长期停用的焊机在第一次起动前，必须检查发电机和电动机的接线是否正确可靠，并用500V的兆欧表测量各绕组对机壳及相互间的绝缘电阻，应不低于05MQ。3、焊机在接电源前应先检查电源电压是否与电动机额定电压相符。接通电源后第一次起动，必须检查电机的旋转方向是否与规定方向相符。焊接发电机的旋转方向，如从换向器端观察，应为逆时针方向旋转。否则发电机将被去磁，且可能使电刷破损。4、焊机的表面及内部绕组和定、转子间隙中应经常保持清洁，可用四氯化碳和汽油混合物擦洗绕组和换向器上的油渍等污物。5、