ST系列系列说明书

PAGEPAGE201.ST系列螺柱焊机的设备简介、主要特点及应用行业1.1设备简介电弧式螺柱焊机是利用弧焊整流器作为焊接电源提供持续的焊接电流，使用焊枪的提升机构完成提升、引弧、下压、冷却，满足快速、牢固的焊接螺柱体工件的设备。该设备焊接时间可以在5ms-990ms内准确调节。通常使用瓷环或者氩气作为保护。它是一种具有高可靠性、高效率的现代螺柱紧固工艺，替代了钻孔焊接或者环周焊接大直径圆柱体的传统工艺，广泛应用于锅炉制造、造船、钢构、化工等行业。基本原理：电网电压经过变压器降压整流后，通过控制电路，将电流送到专用焊枪，将装夹在焊枪上的栓钉快速地焊到工件上。焊接过程由控制电路控制焊枪自动进行。1.2产品特点●体积小，结构紧凑；●可控整流，高暂载率设计，主电路无触点控制，可靠性高；●焊枪下降缓冲可调，减少飞溅，提高焊接可靠性；●具有基本的故障诊断功能，并能在面板上作出相应的显示；●内部元件科学合理布局，散热效率高，持续工作时间长；1.3应用行业主要用于钢结构、桥梁、锅炉制造、造船、机车车辆，变压器等行业螺柱及栓钉焊接。2.ST系列电弧螺柱焊机的选型说明2.1型号说明ST-×××焊机最大输出电流手提式电弧螺柱焊机2.2技术参数表一：ST系列电弧螺柱焊机的技术参数型号ST-500ST-800ST-1200输入电源三相380/20A三相380/30A三相380/50A可焊螺柱范围φ3～φ10φ3～φ12φ3～φ16最大电流500A800A1200A保护等级IP23散热方式连续式直吹风冷电源净重40kg46kg52kg连续焊接速率3～18只／分钟3～15只／分钟3～15只／分钟外型尺寸500×340×270500×340×270500×340×2703.焊机结构及主要功能介绍3.1主机介绍及操作方法图一：前面板图二：后盖板eq\o\ac(○,1)电源启动按钮：持续按此按钮1s以上电源才能启动。若按下时间不足，电源将不能启动。eq\o\ac(○,2)电源关闭按钮：持续按此按钮1s以上电源才能关闭。若按下时间不足，电源将不能关闭。eq\o\ac(○,3)保护气体时间调节旋钮：顺时针旋转此按钮，联动开关触点闭合，即可使用气体保护，旋转角度越大，气体导前时间越长，逆时针旋转到底，就不能使用气体保护。气体导前时间表示按焊接启动按钮（即枪开关）后，保护气体先导通一段时间后，设备才进入焊接过程。eq\o\ac(○,4)控制线的连接端口：连接焊枪组件的控制线端口。eq\o\ac(○,5)保护气体输出端口。eq\o\ac(○,6)焊枪的连接端子：正确插入后必须顺时针旋紧。eq\o\ac(○,7)eq\o\ac(○,8)接通工件的连接端口：正确插入后必须顺时针旋紧。使用两个工件夹是为了正确在焊接处对称连接，尽可能减少磁偏吹对焊接效果的影响。eq\o\ac(○,9)焊接时间显示器：显示焊接时间，单位为ms。eq\o\ac(○,10)焊接时间范围转换按钮：不按此按钮焊接时间显示器eq\o\ac(○,4)的显示范围为5～99ms（分辨率为1ms）。按下此按钮焊接时间显示器eq\o\ac(○,4)的显示范围为100～990ms（分辨率为10ms）。eq\o\ac(○,11)焊接时间调节旋钮：顺时针旋转此旋钮焊接时间递增，逆时针旋转，焊接时间递减。焊接时间范围由焊接时间范围转换按钮eq\o\ac(○,10)的位置来确定。eq\o\ac(○,12)电源指示灯：焊机接通电源，电源指示灯即亮。电源关闭，指示灯熄灭。eq\o\ac(○,13)焊枪检测指示灯：接通焊枪控制线，并且焊枪线圈正常，此指示灯亮，未接控制线，或焊枪线圈断路，此指示灯不亮。eq\o\ac(○,14)焊件与工件接触检测指示灯：装夹在焊枪上的焊件（螺柱等）与工件接触良好，此指示灯亮，即可以焊接。否则不亮，不能进入焊接过程，即不能焊接。eq\o\ac(○,15)焊接启动指示灯：接通焊枪控制线，并且焊枪开关正常，当焊枪开关接通，此指示灯被点亮，焊枪开关断开，此指示灯熄灭。eq\o\ac(○,16)结束指示灯：当启动进入焊接过程结束时，此指示灯被点亮。此指示灯被点亮时，焊枪必须离开工件，才会熄灭，只有在此指示灯熄灭后才能进行下一次焊接操作。也就是说，焊枪和工件接触后，只能启动焊接一次，焊枪未离开工件，再次启动操作，设备不再响应。eq\o\ac(○,17)过热指示灯：当设备内部温度大于85℃时，此指示灯被点亮，此后启动操作，设备不再响应，仅当此指示灯熄灭后（大约10分钟左右的机器冷却时间），才可继续操作。eq\o\ac(○,18)保护气体开关指示灯：当旋钮eq\o\ac(○,3)顺时针旋转，联动开关触点闭合后，此指示灯亮，表示使用气体。当旋钮eq\o\ac(○,3)逆时针旋转到底，联动开关触点断开，此指示灯熄灭，表示不使用气体。eq\o\ac(○,19)保护气体流通指示灯：当指示灯eq\o\ac(○,18)点亮后，启动焊接操作时，此指示灯被点亮，表示有气体流通，导前时间结束后，进入焊接过程。焊接结束，当焊枪脱离工件时，气体导通结束，指示灯熄灭。eq\o\ac(○,20)保护气体进气口。eq\o\ac(○,21)排风扇。eq\o\ac(○,22)电源接线盒：接380V50Hz三相交流电。3.2焊枪介绍及操作方法在实际焊接过程中，一般来说焊接φ3~φ7的焊件不需要任何保护，φ8以上的焊钉为了保证焊接强度以及焊接的美观需加气体保护或瓷套保护。现以在气体和瓷套两种不同保护下的焊接介绍枪的结构。图三：焊枪分解图图四：无保护和气体保护焊接的焊枪结构图五：瓷套保护焊枪结构图注：焊接不同品种，不同规格焊件时，需更换焊枪组件（焊件和瓷套不属于焊枪组件）。eq\o\ac(○,1)枪体。eq\o\ac(○,2)伸缩杆固定座：支撑固定伸缩杆。eq\o\ac(○,3)夹头夹：固定锁紧夹头。eq\o\ac(○,4)防尘罩：保护夹头、夹头夹。eq\o\ac(○,5)锁紧螺母：套在夹头夹上的螺母，用于夹紧夹头的焊枪组件。更换夹头时，逆时针旋该螺母，取出原夹头，放入新夹头。换好后必须顺时针旋紧该螺母，否则夹头夹和夹头之间会松动。eq\o\ac(○,6)调节螺母：调节定位焊件伸出夹头的长度。eq\o\ac(○,7)支撑螺帽：支撑顶杆。eq\o\ac(○,8)顶杆：调节焊件伸出夹头的长度。eq\o\ac(○,9)夹头：夹持焊件的焊枪组件。焊件通过夹头获得焊接电流，夹头被紧固在焊枪上的夹头夹中。夹头有标准的和非标准的，品种规格很多。有的夹头是通过螺纹旋紧在焊枪上的，具体情况需视焊枪的结构配置相对应的夹头。eq\o\ac(○,10)瓷套夹固定座：承载并定位瓷套夹的焊枪组件。焊枪上瓷套夹固定座被紧固在伸缩杆上。eq\o\ac(○,11)焊件：需焊接至工件上的金属螺柱或类似的其他金属紧固件（栓，钉等）。焊接时焊件必须被夹持在相应规格的夹头中，即将焊件插入已被固定在焊枪上的夹头中。eq\o\ac(○,12)瓷套夹：夹紧并定位瓷套的焊枪组件。瓷套夹被固定在瓷套夹固定座上，瓷套夹也有多种规格。eq\o\ac(○,13)瓷套：也称保护瓷环，保护套圈等，它的作用是防止空气侵入焊接区域，还可以产生热量集中的效果，以及有助于接头在各种空间位置成型。采用瓷套焊接方式，焊接时，瓷套被夹持在焊枪上相应规格的瓷套卡中。瓷套受潮对焊接有影响，对受潮的瓷套可进行烘干后再使用。瓷套是一次性消耗品，品种、规格很多。eq\o\ac(○,14)保护气接头：保护气体的进气接口。eq\o\ac(○,15)伸缩杆：用于调节伸缩量的焊枪组件，有两根。伸缩量对焊接是否成功和焊接效果影响很大。焊接前需细心调节伸缩杆得到合适的伸缩量（关于伸缩量见P13页图九详述）。eq\o\ac(○,16)锁紧钮：松紧伸缩杆用的焊枪组件，每根伸缩杆上有一个或者两个锁紧钮。伸缩量调节合适后，必须旋紧锁紧钮。eq\o\ac(○,17)焊接启动开关（枪开关）：焊接启动开关接通后，启动指示灯被点亮，只要其他条件满足，设备自动进入焊接过程，此时即使断开焊接开关，启动指示灯虽然熄灭，焊接仍然继续进行。eq\o\ac(○,18)冲程刻度：调节冲程时做参考。eq\o\ac(○,19)冲程（提升量即行程）调节旋钮：调节焊接冲程的焊枪组件。冲程对焊接效果影响很大，焊接前必须细心调节。顺时针调节该旋钮冲程短，反之冲程长。（关于冲程见P13页图九详述）eq\o\ac(○,20)焊枪电缆：用于输送焊接电流。电缆通过快速接头和主机连接。eq\o\ac(○,21)控制电缆：控制焊机起动和焊枪电磁机构动作，用4芯航空插头和主机连接。4.焊接方式及焊接过程4.1焊接方式图六：焊接方法4.2焊接过程现以使用瓷环保护的方法为例，简单演示焊接过程如下：图七：瓷环保护的焊接过程1、定位：确定焊件的焊接位置，对准该位置握紧焊枪，使焊枪垂直于工件。保证焊枪与工件稳定垂直接触。此时接触指示灯eq\o\ac(○,14)被点亮。2、扣动焊枪开关：主回路工作输出预热电流，此时启动指示灯eq\o\ac(○,15)被点亮。3、预热时间结束焊枪线圈得电形成磁场，在磁力作用下，焊件从工件上抬起。建立引弧电流。如果引弧电流成功建成，则进入下一过程，如果引弧不成功，则结束指示灯被点亮，设备不再响应其他操作。这时需移开焊枪，调整焊件在夹头的位置，或调整冲程，然后重新定位操作。4、当引弧成功，主回路即输出焊接电流，形成强电弧。电弧的高温使焊件和工件形成溶池。5、当焊接时间结束，焊枪线圈失电，弹簧回伸。使焊件带电插入溶池中，主回路自动切断焊接电流。致使焊件与工件溶结凝固在一起。6、当主回路切断了焊接电流，随即输出回火电流。使焊缝的高温缓慢下降，降低裂纹的产生。7、当回火时间结束，结束指示灯亮，可以沿焊枪轴心拔离焊枪，去掉瓷套，焊接结束。注：本设备的焊接时间在5～990ms之间，这里的焊接时间是指焊接电流通过的时间，但不是焊接过程的时间。焊接过程时间是：预热时间，引弧时间，焊接时间，回火时间的总和。焊接过程时间小于或等于2s。如果使用保护气体，还加气体导前时间和滞后时间。气体导前时间范围是0～5s。气体滞后时间由施焊者确定。焊枪离开工件快，滞后时间就短，反之，滞后时间长。对焊缝质量要求高时，可考虑延长滞后时间，但不必超过5s。建议：在不使用气体保护焊接时，请将气体保护时间调节钮eq\o\ac(○,3)逆时针旋转到底。这样可缩短焊接过程，提高效率。5.如何确保焊接效果及焊接质量的检验5.1如何确保焊接效果5.1.1选用符合工程设计要求和国家标准的焊件中华人民共和国国家标准的机动弧焊用焊接螺柱相关尺寸标注如下（供参考）图八：国家标准的焊接螺柱ds约等于螺纹中径；l=l1+WA。末端按GB的规定加工成倒角端，如需方同意亦可加工成辗制末端。图中l表示焊件的总长度，l1表示焊后的长度。WA表示焊接螺柱的熔化长度，即本说明书所说的烙距。y表示用保护瓷套焊接时所用的长度，如果不用瓷套，y可根据工艺要求自由确定。如果用保护瓷套焊接时，瓷套规格要求和ds匹配。d表示螺纹规格。如果焊件和保护瓷套不匹配，很难得到最佳效果。焊件材料与工件材料不一样也会影响焊接强度。5.1.2仔细调整伸缩量和冲程首先了解下图中的有关定义。图九：冲程和伸缩量的调节焊接平面（焊接表面）：焊枪与工件接触的平面。不同的焊枪的焊接面由不同的焊枪组件决定，有的焊枪有三个定位针的三个端头所在的平面决定；使用气体保护的焊枪有气罩端面决定；使用瓷套时，由瓷套端面决定，上图是由瓷套端面决定的，用平面A表示。伸量：焊件的焊接端部B伸出距离焊接平面A的长度，这里用L表示。伸量由焊件长度和施焊者的调节决定。缩量：焊件能够被压缩的最大变化量，如图中B到B’间的距离，这里用S表示，缩量由焊枪结构决定，不同的焊枪缩量可能不一样。由于受焊枪结构和电磁力的限制，缩量一般设在10mm左右冲程（提升量即行程）：焊接过程中焊件被抬离工件（焊接平面）的距离，如图中B’点到焊接平面A的距离，这里用C表示。烙距：焊件在焊接过程中被熔化的长度（有的叫焊接留量，在设计焊件长度时必须考虑预留这段长度），图中用WA表示。它是焊缝的主要形成部分。烙距是由工程设计要求决定，烙距影响焊后高度。焊件直径：图中用D表示，焊件直径越大，焊接时焊接电流越大，焊接时间也越长。5.1.3仔细调节焊接时间焊接时间长短直接影响焊接强度，焊后高度，焊缝成形，热影响等等。焊接时间过短，焊接能量不够，焊缝成形困难。焊接时间过长，焊后高度偏低，热影响过大，成形也不一定理想。所以调节合适的焊接时间对焊接效果起很大作用。5.1.4采用水平焊接螺柱焊适用于空间全方位焊接，为方便理解，通常把空间分为三个焊接方位，即水平焊、垂直焊和仰焊。在直角坐标系里可以定性划分上述三个方位。水平焊是指在第三象限和第四象限之间，即225°～315°之间。垂直焊在第一象限和第二象限之间的-45°～45°之间和第二象限与第三象限之间的135°～225°之间。仰焊在第一象限与第二象限之间的45°～135°之间。根据划分，水平焊接时工件平面处于水平面或接近水平面，焊接过程中产生的熔池主要受垂直工件向下的重力影响。可想而知，水平焊接时，熔池不往外流，只集中在焊接处的周围，这样容易形成饱满的焊缝。5.1.5适当对焊接表面进行处理虽然电弧螺柱焊对焊件工件表面要求不是很高，允许有适当的不平整。锈迹、脏污、镀层等，但想要更高的焊接质量，应对焊件表面适当处理，如磨平、除锈、清洗等，这样会得到意想不到的焊接效果。5.1.6其他方面对焊接的影响焊枪不稳定垂直焊件，保护瓷套潮湿，磁风、各接头接触状况等对焊接效果都有一定的影响，所以施焊时，一定要注意焊枪和工件的位置关系，注意瓷套防潮，必要时烘干再用。检查各接头的接触是否良好，磁风不可能完全避免，但适当安排工件夹的夹紧位置，可以减少磁偏吹的影响。5.2焊接质量的检验适用现场检验焊接质量的方法有外观检验、抗拉强度试验和弯曲试验。5.2.1外观检验外观检验是对焊接接头焊缝的连续性、均匀性与熔合情况以判断焊缝是否有缺陷。电弧螺柱焊容易出现以下问题：1、螺柱未浸入熔池而架空。2、热量不足。3、过热。4、磁偏吹。5、焊件不垂直工件。如表所示：表二：焊接缺陷原因和处理方法序号缺陷现象产生原因处理方法1螺柱未浸入熔池而架空1、烙距太小2、焊件与瓷套间有阻力1、增加烙距2、调整焊件位于瓷套中心2焊后长度过长，焊缝不连续1、焊接时间太短2、瓷套潮湿1、增大焊接时间2、烘干瓷套3焊后长度过短，热影响区太大1、焊接时间过长2、冲程偏大1、减少焊接时间2、调整冲程4焊缝偏心不均匀1、瓷套中心偏移2、磁偏吹影响1、检查中心点2、减少磁偏吹5焊件不垂直工件1、焊枪不稳定垂直工件2、工件表面不平整1、注意焊枪稳定垂直工件2、处理工件表面5.2.2抗拉强度试验抗拉强度试验是用于试验螺柱与母材金属接合的强度。至少应焊接三只螺柱然后通过合适的拉伸装置施加轴向载荷直至其断裂。如果螺柱在焊接区外断裂，则视为实验成功。如果螺柱在焊接区内断裂，则必须检查断裂表面。未焊接表面最大不得超过已焊接表面的20%。5.2.3弯曲试验弯曲试验是一个简单的作业试验，用于粗检所选的设定值。在本试验中，在焊接区施加不确定的拉伸、压力和弯曲载荷。至少焊接三只螺柱，然后使用附带的带斜边的套管将其弯曲至60°。如果在焊接区未发现表面裂纹或断裂，则视为试验成功。6.常见故障的分析与处理6.1常见故障诊断表三：故障诊断表故障问题原因分析处理方法按下电源开关eq\o\ac(○,1)设备没有任何反应设备没有连上三相380V电源电压检查供电闸刀上的保险丝eq\o\ac(○,2)设备虽有反应，但松开后，设备又恢复原状1.电源开关按下不足1秒持续按下1秒钟2.设备内部元件损坏联系供应商设备工作中突然断电1.重新按电源开关eq\o\ac(○,1)，启动能工作外部或内部有某些干扰，设备自行保护，不需处理2.重新按电源开关eq\o\ac(○,1)，不能启动。设备内部元件损坏联系供应商设备通电正常，但不能工作1.过热指示灯eq\o\ac(○,17)亮，设备过热保护等待10分钟后，过热指示灯eq\o\ac(○,17)熄灭再操作2.过热指示灯eq\o\ac(○,17)不亮焊枪指示灯eq\o\ac(○,13)不亮，线圈不得电检查焊枪控制线，线圈组件或更换焊枪焊枪与工件接触后接触指示灯eq\o\ac(○,14)不亮检查地线是否夹牢，有关焊接电线夹头是否接触良好启动焊枪开关启动指示灯eq\o\ac(○,15)不亮，焊枪开关线接触不良或断开检查焊枪开关及其连线焊枪指示灯eq\o\ac(○,13)，接触指示灯eq\o\ac(○,14)，启动指示灯eq\o\ac(○,15)都显示正常，就是设备内部有故障请专业维修人士修理或与供应商联系焊接质量不佳1.焊接规范未调好。紧固连接器，地线夹牢2.夹头太松更换夹头3.冲程和烙距调整不当调整4.瓷套和焊件不匹配更换规格适合的瓷套5.受磁风影响在焊接处适当位置，放些钢板，改变焊枪或地线夹位置6.2发生故障时的做法：如果出现故障，首先按照上表“故障诊断”栏目下的故障清单检查并消除故障原因。在其他任何情况下请与我们的工程技术人员联系。如若需要我们的帮助，请确保向我们提供下列信息：1、产品名称2、购买日期3、备选件4、螺柱和工件的材料5、螺柱直径这些信息有助于我们和您节省时间和不必要的费用，如备件的寄送错误。如需要我们的工程技术人员上门服务，请提供详细的地址及交通路线。7.安全规范这些操作规范含在安装和操作时必须遵守的基本规范。因此在组装和启动前操作人员和相关负责人必须阅读这些操作规范。在生产现场必须随手可得。7.1在安装操作螺柱焊机前，须遵循以下几点：将操作说明书放置在每个操作人员都能查阅到的地方。1、安装前须确保有关操作人员都已阅读并理解本操作说明书。每名操作人员都须签字进行确认。2、防止未授权人员操作本螺柱焊机。3、电工须检查是否已采用保险和接地对电源采取合适的保护。4、只有经过培训的人员才可操作本螺柱焊机。人员的资质和培训负责操作、维修、检查和组装的人员必须具备从事这些作业的相应的资质。用户必须严格规定职责范围、能力和人员的监督。如果这些人员不具备必要的知识，则必须对其加以培训和指导。如有必要，生产商/供应商可代表业主承担这些工作。而且，用户必须确保其工作人员充分了解操作说明书的内容。7.2启动设备前须遵循以下章程1、年龄未满16周岁不得操作螺柱焊接设备。2、启动设备前须仔细阅读并理解操作说明书。3、只有有资格的人员才能操作该设备。4、防止儿童和无资格人员使用该设备。5、穿好阻燃工作服。6、在您的衣服外系上皮围裙，防止焊接时产生的焊渣烧坏衣服。7、实施仰焊接作业时须采取头部保护措施。7.3生产场地的安全注意事项1、将螺柱焊机放置在距离墙或其它物件1m以上，以便通风散热。如果