手弧焊设备及主要工具

1、手弧焊设备及主要工具第六节第六节 手弧焊设备及主要工具手弧焊设备及主要工具v一、手弧焊对弧焊电源的要求一、手弧焊对弧焊电源的要求v1. 对弧焊电源空载电压的要求对弧焊电源空载电压的要求v（1）保证容易引弧；）保证容易引弧；v（2）保证电弧的稳定燃烧；）保证电弧的稳定燃烧；v 为确保交流电弧的稳定燃烧，要求为确保交流电弧的稳定燃烧，要求v（3）保证电弧功率稳定；）保证电弧功率稳定；v 为了保证交流电弧功率稳定，要求为了保证交流电弧功率稳定，要求v（4）要有良好的经济性；）要有良好的经济性；v（5）保证人身安全。）保证人身安全。hUU)25. 28 . 1 (057. 15 . 20hUU手弧焊设

2、备及主要工具 2. 对弧焊电源稳态短路电流的要求对弧焊电源稳态短路电流的要求v3.必须具有下降的外特性必须具有下降的外特性v 在电源内部参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的在电源内部参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压电压 与输出的电流稳定值与输出的电流稳定值 之间的关系曲线之间的关系曲线 称为称为电源的外特性电源的外特性。v 一般直流电源的外特性方程为一般直流电源的外特性方程为225. 1hwdIIyUyI)(yyIfU 0rIEUyy手弧焊设备及主要工具（1）手弧焊必须具有下降的外特性（图）手弧焊必须具有下降的外特性（图2-35）v满足电弧稳定燃烧的需满足电弧稳定燃烧的需要；要

3、；v在弧长变化时引起的电在弧长变化时引起的电流变化小；（流变化小；（图图2-36）v可限制短路电流；可限制短路电流；v应能方便地调节焊接电应能方便地调节焊接电流。（流。（图2-37）手弧焊设备及主要工具（2）“电源电弧电源电弧”系统的稳定性系统的稳定性v所谓所谓“电源电弧电源电弧”系统的稳定性应包含两方面的含系统的稳定性应包含两方面的含义义：v 1）系统在无外界因素干扰时，能在给定电弧电压和）系统在无外界因素干扰时，能在给定电弧电压和电流下维持长时间的连续电弧放电，保持静态平衡。电流下维持长时间的连续电弧放电，保持静态平衡。此时应有如下关系：此时应有如下关系：v 2）当系统一旦受到瞬时的外界干

4、扰，破坏了原来的）当系统一旦受到瞬时的外界干扰，破坏了原来的静态平衡，造成了焊接工艺参数的变化。但当干扰消静态平衡，造成了焊接工艺参数的变化。但当干扰消失后，系统能够自动的达到新的稳定平衡，使得焊接失后，系统能够自动的达到新的稳定平衡，使得焊接工艺参数重新恢复。工艺参数重新恢复。v“电源电弧电源电弧”系统的稳定条件是系统的稳定条件是yfyfIIUU,0fIyfwIUIUK手弧焊设备及主要工具v二、焊机的编号及铭牌二、焊机的编号及铭牌v1. 焊机型号的编制方法焊机型号的编制方法v 根据根据GB102488电焊机型号编制方法电焊机型号编制方法中规定，中规定，焊机的型号是由汉语拼音字母和阿拉伯数字按

5、一定的焊机的型号是由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定的编排顺序组成，其编排顺序及含意如下：编排顺序组成，其编排顺序及含意如下：v 改进序号改进序号v 派生序号派生序号v 基本规格基本规格v 系列序号系列序号v 附注特征附注特征v 小类名称小类名称v 大类名称大类名称 2134567手弧焊设备及主要工具v2. 弧焊电源的铭牌弧焊电源的铭牌v 图238为BX3300和AX7500型弧焊电源铭牌。铭牌上标明：v（1）电源对电网参数的要求；）电源对电网参数的要求；v（2）电源的工作能力；）电源的工作能力；v（3）电源的额定负载持续率，以及不同负载持续率）电源的额定负载持续率，以及不同负载持续率下焊机的容

6、量及电流。下焊机的容量及电流。手弧焊设备及主要工具v 负载持续率（负载持续率（FS）是表示焊机工作状态的参数，为）是表示焊机工作状态的参数，为焊机负载工作时间占规定工作时间周期的百分率，用焊机负载工作时间占规定工作时间周期的百分率，用下式表示：下式表示：v 国家标准规定额定电流在国家标准规定额定电流在500A以下的手弧焊电源以下的手弧焊电源的工作时间周期为的工作时间周期为5min。标准中还规定了手弧焊电源。标准中还规定了手弧焊电源的额定负载持续率的额定负载持续率 为为60。空载电压空载电压功率功率26KW26KW工作电压工作电压电压电压380V380V电流调节范围电流调节范围电流电流50.5A

7、50.5A负载持续率负载持续率100%100%65%65%频率频率50Hz50Hz相数相数3 3电流电流400400500500转速转速2900r/min2900r/min接法接法Y YAX7-500AX7-5004090V4090V2540V2540V图2-38 弧焊电源铭牌图2-38 弧焊电源铭牌120600A120600A弧焊发电机弧焊发电机感应电动机感应电动机）规定工作时间周期（）负载运行持续时间（100TtFSeFS手弧焊设备及主要工具v三、常用的手弧焊电源三、常用的手弧焊电源v1. 弧焊变压器弧焊变压器v（1）基本原理与分类）基本原理与分类v 弧焊变压器是提供交流电的弧焊电源，为满

8、足电弧弧焊变压器是提供交流电的弧焊电源，为满足电弧燃烧的要求，它实际上是具有下降外特性的降压变压燃烧的要求，它实际上是具有下降外特性的降压变压器，具有结构简单、使用可靠、制造方便、维修容易、器，具有结构简单、使用可靠、制造方便、维修容易、效率高、成本低等特点，是应用最多的手弧焊电源。效率高、成本低等特点，是应用最多的手弧焊电源。v 根据获得下降外特性的方法不同可分为串联电抗器根据获得下降外特性的方法不同可分为串联电抗器式、增强漏磁式。式、增强漏磁式。弧焊变压器串联电抗器式增强漏磁式分体式同体式动铁心式动绕组式抽头式手弧焊设备及主要工具（2）BX1300型弧焊变压器型弧焊变压器 该弧焊变压器属于

9、动铁心式。它的主要特点式在变该弧焊变压器属于动铁心式。它的主要特点式在变压器一、二次绕组之间增加一个活动铁心，构造原理压器一、二次绕组之间增加一个活动铁心，构造原理可见可见图图2-40。（3）BX3-300型弧焊变压器型弧焊变压器 这种弧焊变压器属于动线圈漏磁式。焊接时，这种弧焊变压器属于动线圈漏磁式。焊接时，BX3-300的二次绕组中有焊接电流流过，其磁势产生的磁通的二次绕组中有焊接电流流过，其磁势产生的磁通一部分经铁心闭合；另一部分经绕组周围的空气闭合，一部分经铁心闭合；另一部分经绕组周围的空气闭合，形成空气漏磁通。漏磁通在绕组中产生自感电动势，形成空气漏磁通。漏磁通在绕组中产生自感电动势

10、，同样起降低电压的作用。随着焊接电流的增大，由漏同样起降低电压的作用。随着焊接电流的增大，由漏磁所造成的电压降也增大，变压器的输出电压下降，磁所造成的电压降也增大，变压器的输出电压下降，从而获得所需的陡降外特性。从而获得所需的陡降外特性。2. 弧焊发电机弧焊发电机手弧焊设备及主要工具3. 弧焊整流器弧焊整流器v ZX5ZX5系列晶闸管弧焊整流器主要由三相降压变压器、系列晶闸管弧焊整流器主要由三相降压变压器、三相晶闸管整流器、输出电抗器、电子控制线路等部三相晶闸管整流器、输出电抗器、电子控制线路等部分组成，其基本原理方框图如图分组成，其基本原理方框图如图2-452-45所示。所示。手弧焊设备及主

11、要工具v4. 弧焊逆变器弧焊逆变器v 直流直流交流之间的变换称为逆变，实现这种变换交流之间的变换称为逆变，实现这种变换的装置称为逆变器。为焊接电弧提供电能，并具有弧的装置称为逆变器。为焊接电弧提供电能，并具有弧焊方法所要求性能的逆变器，即为弧焊逆变器或称为焊方法所要求性能的逆变器，即为弧焊逆变器或称为逆变式弧焊电源。逆变式弧焊电源。v v弧焊逆变器的变流过程是：弧焊逆变器的变流过程是：工频交流工频交流 直流直流 高、高、中频交流中频交流 降压降压 交流并再次变成直流，必要交流并再次变成直流，必要时再把直流变成矩形波交流。时再把直流变成矩形波交流。v 因而在弧焊逆变器中可采用三种逆变体制。因而在

12、弧焊逆变器中可采用三种逆变体制。 v (1)AC-DC-ACv (2) AC-DC-AC-DCv (3) AC-DC-AC-DC-AC(矩形波矩形波)手弧焊设备及主要工具（一）弧焊逆变器的特点（一）弧焊逆变器的特点v1. 省料、质量轻、体积小省料、质量轻、体积小v2. 高效节能高效节能 效率可达效率可达8090，功率因数达，功率因数达0.99v3.改善了弧焊工艺性能改善了弧焊工艺性能v (1)因工作频率高，所需的主回路中滤波电感值小，电磁惯因工作频率高，所需的主回路中滤波电感值小，电磁惯性减小，易于获得良好的动特性。性减小，易于获得良好的动特性。v (2)可控性好，外特性、动特性等可按不同工艺

13、要求来设计。可控性好，外特性、动特性等可按不同工艺要求来设计。v (3)用作交流电源时可获得较高频率的矩形波，从而提高交用作交流电源时可获得较高频率的矩形波，从而提高交流电弧的稳定性。流电弧的稳定性。手弧焊设备及主要工具v v（二）弧焊逆变器的分类（二）弧焊逆变器的分类v 弧焊逆变器根据它采用的大功率快速开关电子弧焊逆变器根据它采用的大功率快速开关电子元件的不同进行分类。一般可把它分为晶闸管式元件的不同进行分类。一般可把它分为晶闸管式弧焊逆变器、晶体管式弧焊逆变器和场效应管式弧焊逆变器、晶体管式弧焊逆变器和场效应管式弧焊逆变器及弧焊逆变器及IGBT式弧焊逆变器等四个种类。式弧焊逆变器等四个种类

14、。v（三）弧焊逆变器的应用（三）弧焊逆变器的应用v 弧焊逆变器首先用于手弧焊，随后因功率因数弧焊逆变器首先用于手弧焊，随后因功率因数增大和性能提高，其用途不断扩大，现已逐步推增大和性能提高，其用途不断扩大，现已逐步推广应用于不熔化极气体保护焊、熔化极气体保护广应用于不熔化极气体保护焊、熔化极气体保护焊、等离子弧焊、埋弧焊、脉冲弧焊、高频脉冲焊、等离子弧焊、埋弧焊、脉冲弧焊、高频脉冲弧焊等各种弧焊方法。弧焊等各种弧焊方法。手弧焊设备及主要工具四、手弧焊电源的选择与正确使用四、手弧焊电源的选择与正确使用v1. 电源类型的选择电源类型的选择v 选择电源类型主要根据被焊金属材质、焊条类型及焊件选择电源

15、类型主要根据被焊金属材质、焊条类型及焊件的结构特点。的结构特点。v2. 弧焊电源容量的选择弧焊电源容量的选择v 电源容量应根据焊接结构所用材料、板厚范围、结构形电源容量应根据焊接结构所用材料、板厚范围、结构形式等因素确定。此外，还应考虑本部门在使用时的实际负载式等因素确定。此外，还应考虑本部门在使用时的实际负载持续率。持续率。v3. 弧焊电源的外部接线弧焊电源的外部接线v 外部接线系指电源与外电网的连接，以及与焊件、焊把外部接线系指电源与外电网的连接，以及与焊件、焊把的连接。的连接。手弧焊设备及主要工具 4. 电源使用与保养电源使用与保养v（1）手弧焊电源的使用）手弧焊电源的使用 1）应按电源

16、铭牌上规定的技术数据使用，不得超）应按电源铭牌上规定的技术数据使用，不得超载。载。v 2）电源机壳应接地，接地线截面积应不小于）电源机壳应接地，接地线截面积应不小于6mm2 。v 3）调节电流或变化极性时，最好在空载状态下进）调节电流或变化极性时，最好在空载状态下进行。行。v 4）电源不允许长时间短路，特别注意在非焊接时）电源不允许长时间短路，特别注意在非焊接时间内不要使焊钳与工件直接接触而造成短路。间内不要使焊钳与工件直接接触而造成短路。v 5）电源使用前应检查是否完好，导线连接处与接）电源使用前应检查是否完好，导线连接处与接地处是否牢固。地处是否牢固。手弧焊设备及主要工具（2）弧焊电源的保

17、养）弧焊电源的保养v 1）电源应放在通风干燥处。）电源应放在通风干燥处。v 2）使用后应用帆布罩盖好，以防灰尘或雨）使用后应用帆布罩盖好，以防灰尘或雨水侵入内部。水侵入内部。v 3）移动电源时，不应使之受剧烈振动。）移动电源时，不应使之受剧烈振动。v 4）应经常给调节电流的机械机构加润滑油。）应经常给调节电流的机械机构加润滑油。v 5）应经常检查焊接电缆和接线板是否损坏，）应经常检查焊接电缆和接线板是否损坏，并及时修理好。并及时修理好。v 手弧焊设备及主要工具五、手弧焊工具五、手弧焊工具v1. 焊钳焊钳 v 焊钳的作用是夹持焊条和传导电流，它也被称为焊把，焊钳的作用是夹持焊条和传导电流，它也被

18、称为焊把，其构造如图其构造如图2-47所示。所示。v 电焊钳的构造好坏，对焊接质量影响很大，为此对焊钳的电焊钳的构造好坏，对焊接质量影响很大，为此对焊钳的要求是：导电性能好、重量轻、夹持焊条牢以及装换焊条方要求是：导电性能好、重量轻、夹持焊条牢以及装换焊条方便等。便等。v2. 面罩和护目镜面罩和护目镜v 面罩的作用是保护焊工的面部免受强烈的电弧光和金属面罩的作用是保护焊工的面部免受强烈的电弧光和金属飞溅的灼伤。面罩有手持式和头戴式两种形式，见图飞溅的灼伤。面罩有手持式和头戴式两种形式，见图2-48。面罩是由轻而坚韧的纤维纸板制成的。面罩是由轻而坚韧的纤维纸板制成的。手弧焊设备及主要工具v 护目镜的作用是减弱电弧光的强