電弧螺柱焊機及其焊接工藝
- 2018-08-10 14:40:00
- 陸啟蒙 原創(chuàng)
- 8293
1.1 電弧螺柱焊機
電弧螺柱焊機 是由焊接電源、控制器、焊槍、地線鉗、焊接電纜等部分組成。但大多數(shù)焊接設備的焊接電源都與控制器合并為一體,稱為主機。比較先進的控制方式是使用微處理器,以便精確設置和適時控制焊接過程中的焊接電流、焊接時間等參數(shù)。焊接電源一般為晶閘管控制的或逆變式的弧焊整流器。逆變式的弧焊整流器體積小、重量輕、動特性好,無疑是焊機的首選,但受大功率器件的限制,所以目前大容量的焊機還是以晶閘管控制的弧焊整流器為主。但不論那種結構的焊接電源,其安全要求都應符合GB15579的規(guī)定。用于螺柱焊 的直流焊接電源應具有以下特點:
a、焊接電源應具有下降的靜外特性。只有這樣才能維持電弧的穩(wěn)定性,保證焊接質量。
b、焊接電源應有引弧電流(40~50A)和較高的空載電壓(70~100V)。以確保100%的引弧成功率,對于大直徑的螺柱焊接 ,其空載電壓甚至超過100V。只有這樣才能滿足提升高度較大時的需求。
c、要有較高的負載電壓。按弧焊電源下降特性的定義,當焊接電流≥600A時,其負載電壓應保持44V不變。在施工現(xiàn)場使用的焊機,其焊接電纜較長,有的長達50m,電壓降很大。如果不增加負載電壓加以補償,就勢必會降低其焊接能力,若不按照ISO14555規(guī)定配制焊接電纜的截面積,情況就會更加嚴重,甚至無法焊接。這就是為什么不同廠家制造的同一電流等級的焊機,其焊接螺柱的最大直徑有較大差異的主要原因之一。
d、焊接電流要有陡升的前沿。螺柱焊接的最大特點是瞬間大電流,因此要求焊接電源在接通后的32ms之內,焊接電流應達到其峰值。對于短周期螺柱焊而言,其焊接電流的上升時間應該更短,否則就有可能出現(xiàn)焊接時間已到,但焊接電流還沒有達到其峰值的現(xiàn)象。設定的焊接電流與螺柱焊接所得到的能量不成比例,則很難保證其焊接質量。
提高焊接電流上升速度的唯一辦法是減小電抗器的電感量。普通弧焊整流器之所以要加大電抗器,除了濾波之外還要限制短路電流的上升速度和短路電流的峰值,以降低引弧時的沖擊電流,減小飛濺和弧坑,并避免燒穿工件。螺柱焊則不同,是按照已設定的引弧、螺柱提升、接通主電源等邏輯順序進行的。也就是說,在螺柱與工件有一定間隙的情況下才接通焊接主電源的,因而避免了引弧時的飛濺。其實螺柱焊的最大“飛濺”是發(fā)生在螺柱壓入熔池時,瞬間發(fā)生的噴濺物。通過試驗已經證明:三相全波硅整流電源(紋波系數(shù)γ=0.042),即使沒有濾波電抗器,照樣可以進行螺柱焊接。螺柱焊用的由晶閘管控制的焊接電源的電抗器只是濾波而已,因此可以大大減小,至于減少多少?要視電源的主電路結構和電流調節(jié)范圍而定。
e、電源要有較小的內阻抗。焊接電源的主電路的電氣絕緣,采用H級耐熱等級與B級相比,具有體積小重量輕的優(yōu)點,倍受人們的推崇。但深入分析后發(fā)現(xiàn),也并非完美無缺。GB11021規(guī)定:H、B級耐熱等級的最高溫度分別為180℃和130℃,H級比B級允許的溫度約高40%。也就是說,在主電路設計時,其線圈的電流密度可以大幅度提高,以減小導線的截面積。隨之而來的是導線的電阻,也即電路的阻抗增加。這對于大電流焊接的螺柱焊機而言,則是致命的缺點。假如焊接電源主電路的絕緣由B級改為H級,次級回路所有導線截面積的減小而導致總電阻的增加那怕只有0.006Ω,按2500A焊接電流計算,其增加的功耗為37.5kw,再加上主變壓器初級增加的功耗,則是相當可觀的。焊接電源主電路的功耗增加,勢必減小輸出的焊接功率,使焊接能力下降,這便是體積、重量的減小付出的代價。也就是說,焊接同一直徑的螺柱,H級比B級絕緣的焊機需要更高的功率才能達到同一效果,效率明顯下降。國產RSN2-3150電弧螺柱焊 機,B級絕緣,能焊接d=30mm的焊釘,這是同等級的H級絕緣的電弧螺柱焊機無法達到的。
一般地講,焊接黑色金屬時,應采用“直流正接”,即螺柱(焊槍)接焊接電源的負極,工件接正極,這樣可以增加熔深。因為焊接時,陽極的溫度高于陰極的溫度。若焊接銅、鋁及其合金時,則應“直流反接”,即螺柱接正極,工件接負極。這樣可以利用正離子的轟擊霧化作用,清除工件表面的氧化層,提高焊接質量。使用電弧螺柱焊機或電容放電螺柱焊機焊接時,其極性都應如此。
2.電弧螺柱焊的焊接工藝參數(shù)
電弧螺柱焊的焊接工藝參數(shù)有焊接電流、焊接電壓、焊接時間、提升高度、伸出長度、插入速度等。
a、焊接電流主要根據(jù)螺柱的直徑進行調節(jié),大約為300~3000A。對于非合金鋼,在已知螺柱直徑d時,可以用下式估算焊接電流2):
I(A)=80×d(mm) d≤16mm (2)
I(A)=90×d(mm) d>16mm (3)
對于合金鋼,其焊接電流大約比上式計算值少10%。
短周期電弧螺柱焊的焊接電流(600~1500A)與電源有關,是固定的,因此,焊接能量僅依賴于焊接時間。
b、電弧電壓與焊接電流的關系是由焊接電源的靜外特性決定的。電弧電壓主要取決于提升高度和焊接電流,其值一般為20~40V。焊接時,工件
表面
上的油或油脂會增加弧壓,而惰性氣體則會降低電弧電壓。
c、對于平焊(工件焊接平面平行于地平面),其焊接時間可用下式進行估算:
tw(s)=0.02×d(mm) d≤12mm (4)
tw(s)=0.04×d(mm) d >12mm (5)
對于橫焊(工件焊接平面垂直于地平面),其焊接時間應該減小。短周期焊接時間小于100ms,這不僅依賴于螺柱直徑,而且還與電流強度有關。
d、焊柱的提升高度正比于螺柱的直徑,大約為1.5~7mm。提升高度主要是為了防止熔滴過渡時造成短路而影響電弧的穩(wěn)定性及焊縫質量。維持電弧的穩(wěn)定,為焊接提供足夠的能量至關重要。因為弧柱的溫度遠比陽極或陰極的溫度要高。穿透焊接時,要加大提升高度,利用電弧的高溫迅速燒穿鍍鋅板,以獲得滿意的接頭。當然增加提升高度也有害處,一方面會增加電弧的長度,使之更易受磁場的影響,發(fā)生磁偏吹 ;另一方面也會增加焊縫的氣孔。
11+80=? |
- GBT 19867.4-2008 激光焊接工藝規(guī)程.pdf 2019-12-25
- GBT 2652-2008 焊縫及熔敷金屬拉伸試驗方法.pdf 2019-12-25
- GBT 16672-1996 焊縫-工作位置-傾角和轉角的定義.pdf 2019-12-25
- GBT 16745-1997 金屬覆蓋層產品釬焊性的標準試驗方法.pdf 2019-12-25
- GBT 17853-1999 不銹鋼藥芯焊絲.pdf 2019-12-25
- GBT 15169-1994 鋼熔化焊手焊工資格考核方法.pdf 2019-12-25
- GBT 15579.5-2005 弧焊設備安全要求 第5部分 送絲裝置.pdf 2019-12-25
- GBT 15579.7-2005 弧焊設備安全要求第7部分:焊炬(槍).pdf 2019-12-23
聯(lián)系人: | 韓玉琦 |
---|---|
電話: | 0755-26013200/26013464 |
傳真: | 0755-26013188 |
Email: | saw@sawchina.cn |
QQ: | 2280915288 |
微信: | 18682260315 |
旺旺: | szhbkj |
地址: | 東莞市鳳崗鎮(zhèn)東深路鳳崗段206號天安深創(chuàng)谷W2棟誠信大廈21樓 |