数字化MIG焊在电热水器内胆焊接中的优势

1、黑文 黑龙江农业经济职业学院毕业论文数字化MIG焊在电热水器内胆焊接中的优势姓 名： 指导教师： 专 业： 焊接技术及自动化 班 级： 焊接 111 2013年11月7日目 录摘 要1前 言21 电热水器内胆焊接上的问题32 我国电热水器产业现状及发展的技术瓶颈32.1 直缝焊接32.2 环缝焊接33 数字化MIG焊技术特点33.1 焊接过程控制精确43.2 熔滴喷射过渡43.3 弧长维持恒定43.4 可设定引弧和熄弧专家焊接程序54 数字化MIG焊技术的优势 54.1 焊接速度快、生产效率高54.2 焊接质量优良且稳定54.3 操作简便易行64.4 故障自检功能强64.5 易损件少64.6

2、节能环保65 数字化MIG焊技术应用的经济效益分析6结 论7参考文献8致 谢 9数字化MIG焊在电热水器内胆焊接中的优势摘 要：本文简要介绍了我国电热水器产业发展现状及影响其生产线效率提高的焊接速度慢和能耗高等技术瓶颈，重点介绍了全数字化MIG焊技术在电热水器内胆中的应用以及数字化MIG焊接技术的优势。关键词：数字化MIG焊接技术，电热水器内胆，焊接，优势前 言重点介绍了数字化MIG焊技术的特点，即焊接过程控制精确、熔滴喷射过渡、弧长维持恒定和引弧与熄弧设定的专家焊接程序等。电热水器内胆直缝和环缝生产线实际应用结果表明，数字化MIG焊技术是一种较先进的焊接技术，它与普通的TIG焊和MIG焊比较

3、，具有焊接速度快和生产效率高，焊接质量优良且稳定，操作简便易行，故障自检功能强，易损件少及节能环保等六大优势。数字化MIG焊技术的研制成功，破解了电热水器生产线上的技术瓶颈，有效降低了产品综合生产成本，大幅度提高了企业经济效益。 1. 电热水器内胆焊接上的问题内胆的焊接的工作量较大、工序也多。目前还不能以全自动方式来生产。一部分工艺虽然可以用全自动焊机来操作。但目前大多数这类产品还是使用手工焊接。而用数控设备成本又太高。因此目前都采用手工焊接。而手工焊接又造成劳动生产率的低下和生产成本的增高，并且造成产品品质的不稳定。内胆的焊接部位由于焊接方法的偏差造成管口被氧化。因为而生锈及漏水，造成触电，

4、短路的危险。直接关系到产品的质量安全问题2. 我国电热水器产业现状及发展的技术瓶颈我国自1988年研发成功第1台真正意义上的生活用储水式电热水器，到2008年不同型号的电热水器生产量达到了484万台。应该说，经过20多年的告诉发展，我国电热水器市场已逐渐走向成熟。但随着电热水器的需求量增长和电热水器新国标的颁布，用户对电热水器的品质要求也不断提高，市场竞争也更趋激烈。因此，不断提高产品质量和降低产品综合成本，已成为各生产厂家和工程技术人员研究的重要课题。电热水器内胆是电热水器核心部件，其主要生产工序为：卷圆桶身直缝焊接冲孔接口焊接桶盖装配环缝焊接壁挂焊接致密性水压试验内胆表面处理等，在非焊接工

5、序的工艺水平虽得到提高，但传统的焊接工艺，特别是电热水器内胆的直缝和环缝氩弧焊工艺，已不能满足大批量流水线生产节奏的需求，成为电热水器内胆生产线上的一大技术瓶颈。其主要表现如下：2.1 直缝焊接大部分企业的生产线上，桶身直缝的焊接都采用自熔氩弧焊方法。该工艺限制了生产效率的提高：装配精度要求高。如果装配间隙稍大或错位，则容易产生焊穿等缺陷，从而增加后续工序补焊的工作量，也给产品质量及合格率留下隐患；焊接效率低。因TIG焊时焊接速度较低，为满足生产线节奏需求，可通过增加焊接工位和增加送丝来解决 。但这样做会增加产品的综合生产成本。2.2 环缝焊接 当前生产线该工位上采用的基本是普通融化极氩弧焊方

6、法。普通MIG/MAG焊设备焊接速度较慢，为满足生产线节奏要求，也只能通过增加工位来达到。同时，MIG/MAG焊焊接设备能耗较大。因此，焊接速度慢和能耗高会增加产品的综合生产成本。针对电热水器内胆生产线直缝和环缝焊接技术瓶颈问题，研制成功了数字化氩弧焊结束，为上述问题提供了一种较为理想的解决方案。3. 数字化MIG焊技术特点MIG焊是采用惰性气体作为保护气体，使用焊丝作为熔化极电极的一种电弧焊方法。这种发放通常用氩气或氨气或他们的混合气体作为保护气，连续送进的焊丝既作为电极又作为填充金属在焊接过程中焊丝不断熔化并过渡到熔池中去而形成焊缝而一般MIG焊无脱氧去氢作用，因此对母材及焊丝上的油、锈很

7、敏感，易形成缺陷，所以对焊接材料表面清理要求特别严格，而这点用人为的方式去处理将会非常的麻烦和耗时。而数字化MIG焊技术包括数字化焊机和MIG焊工艺。它是一种由强力集中的等离子弧形成的高能热源，焊丝熔化速度快和熔敷效率高（8kg/h）的单丝熔化极氩弧焊工艺。其控制电路高度集成、控制精确、焊接性能优良。其技术特点在以下几方面得到了充分地体现。3.1 焊接过程控制精确 数字化焊机的核心是主控制系统（图1）。工作时，首先通过数字面板设定焊接工艺参数，由主控制系统通过RS-485数字接口向送丝机发出工作指令，同时通过数字处理器向逆变电源发出工作指令，焊接过程立即开始。在焊接过程中，实际焊接参数经反馈回

8、路、模/数（A/D）转换后，由数字信号处理器反馈到主控制系统，而面板显示实际值的同时，主控制系统将实际参数与预设值进行比较，并将修正指令发给送丝机和电源。整个过程由于都是数字信号的传送和比较，因此，非常迅速、精确，且抗干扰。 图1 全数字化焊机控制系统示意图3.2 熔滴喷射过渡熔化极氩弧焊（MIG焊）随着电流密度、电弧功率和保护气体的不同，可以有各种不同的熔滴过渡形成。而数字化MIG焊工艺在强力集中的高热能等离子弧条件下，熔滴为喷射过渡形态（图2），因此，电弧稳定，飞溅极少。 (a)普通MIG焊 (b)数字化MIG焊图2 熔滴过渡形态3.3 弧长维持恒定 图3中的阶梯形工件A端和B端的高度落差

9、达27mm，但采用了数字化控制系统的实时控制，在焊接过程中焊丝伸出长会迅速增加或减少，使电弧长度维持恒定。因此，焊缝成形和熔深都保持了很好的一致性。 图3 弧长实时控制示意图3.4 可设定引弧和熄弧专家焊接程序 普通MIG焊机引弧时，焊丝一接触工件，短路电流迅速上升，使焊丝快速熔化爆断，产生电弧，故飞溅很大；而数字化焊机则可控制短路电流的上升速度，使电弧引燃相对柔和，飞溅极少。利用数字化焊机的专家焊接程序，可设定较大的引弧焊接能量，使电弧引燃时就将母材熔化，熄弧时焊接电流减至较小，以充分填满弧坑，并且熄弧时输出一个脉冲，去除焊丝端头的熔滴，以利于下一次引弧（图4）。图4 引弧与熄弧电源控制过程

10、 4. 数字化MIG焊技术的工艺优势通过在某企业电热水器内胆直缝和环缝生产线实际应用结果表明，数字化MIG焊工艺优势明显，主要表现在以下几方面。4.1 焊接速度快、生产效率高 电热水器内胆直缝焊接原工艺普通TIG焊，焊接速度为0.50.5m/min，单班四工位日产量为12001300件。全数字化MIG焊焊接速度为1.51.8m/min，单班单工位日量产为13001500件。电热水器内胆环缝焊接原工艺普通MIG焊焊接速度为1.01.2m/min，单班三工位日产量为10001300件。数字化MIG焊焊接速度为2.42.8m/min，单班双工位日产量为13001500件。4.2 焊接质量优良且稳定焊

11、机心脏是DSP全数字化微处理控制器，采用数字信号，处理数据反馈快，所以，电弧稳定，焊接质量优良。 4.3 操作简便易行内存专家系统实现一元化条件，面板采用轻触按钮和数显焊接工艺参数，实际操作时只需调节1个按钮就可以显现参数的自动匹配，且自动存储参数，方便随时调用和保证焊接工艺参数的重复精度。4.4 故障自检功能强焊机内存专家数据库，在出现故障时，面板自动显示错误代码，便于维修和减少维护时间。4.5 易损件少生产过程中的易损件较少，主要为单一导电嘴损耗，因此大大降低了设备的后期使用成本。4.6 节能环保采用全数字化逆变变压器，逆变频率为100kHz，远高于普通MIG/MAG焊机，频率越高越省电。

12、由于是全数字化控制，电子元件比普通MIG/MAG焊机减少约40%；焊机冷却系统采用温控水箱和温控风扇，在焊机不工作时或冷却系统温度不高于50时，冷却系统不运转；焊接飞溅非常少。功率因数达到99%，比普通焊机节能40%以上，比同类逆变焊机节能10%以上。同时，由于了采用全书话技术控制，设备噪音小，减少了噪声污染。5. 数字化MIG焊技术应用的经济效益分析以电热水器内胆直缝的焊接为例，将全数字化MIG焊工艺与普通TIG焊工艺进行比较。从表1及表2中的结果得知，数字化MIG焊能有效降低企业综合生产成本和大幅度提高其经济效益。因此，可显著地提高企业的市场竞争力，并会产生良好的社会效益。表1 2种焊接工

13、艺生产参数对比工艺类型焊接速度/(mmin)工位数量/台单班产量/件装配要求抗变压破坏测试能力/万次废品率原工艺普通MIG焊0.50.55412001300高12高新工艺数字化MIG焊1.51.8213001500低17低表2 2种焊接工艺投资对比对比项普通TIG焊全数字MIG焊投资设备数/台42投资金额/万元单台约15×4=60单台约24×2=48人员/人42单间内胆制造成本(不含人工费)/元约1.0约0.6线体布局占用面积大，不利于布局占地面积小，利于线体布局产品市场风险公司 以前质量数据显示直缝漏水风险较大从目前OEM退换机数据分析，直缝漏水风险较小结 论数字化MIG

14、焊技术包括全数字化焊机和MIG焊焊接工艺，其关键技术是全数字化设备。它具有焊接过程控制精确、熔滴为喷射过渡、电弧长维持恒定及引弧和熄弧设定了专家焊接程序等技术特点。 对电热水器内胆焊接应用结果分析表明，全数字化MIG焊技术在设备和工艺上具有六大优势，即焊接速度快(与原工艺比提高23倍)生产效率高、焊接质量优良且稳定、操作简便易行、故障自检功能强、易损件少和节能环保等。参考文献1 贾东升.电热水器市场总结和展望Z. 中国电热水器发展论坛，2009-3-26.2 GB 21519-2008储水式电热水器能效限定值及能效等级S.中华人民共和国国家标准，2008.3 福尼斯TIME5000高速焊技术Z. 福尼斯公司数据资料库，2008.4 雷世明.焊接方法与设备M.北京:机械工业出版社，2004.致 谢本文是在老师的悉心指导下完成的。从毕业设计题目的选择、到选到课题的研究和论证，再到本毕业设计的编写、修改，每一步都有宋老师的细心指导和认真的解析。在宋老师的指导下，我在各方面都有所提高，老师以严谨求实，一丝不苟的治学态度和勤勉的工作态度深深感染了我，给我巨大