CO2焊机的自动稳弧性能设备.ppt

,优质co2焊机采用恒压特性 等速送丝电源系统，实现自动稳弧性能。 当弧长变为15mm时，电流降到100a，熔化速度减低，而送丝速度仍为 100mm/秒，0.05秒即可向前送出5mm,维持10mm不变。 当弧长变为5mm时,电流变到300a，熔化速度加大，而送丝速度保持不 变，焊丝迅速回烧到10mm，从而维持弧长的稳定。,焊接条件：焊丝直径1.2mm i=200a u=24v l=10mm,l=15 l=10 l= 5,100a 200a 300a,24v,l,(1).优质co2焊机的自动稳弧性能,第三节 co2焊设备,半自动co2焊机、自动co2焊机,一、co2气体保护焊设备的分类,熔化极气体保护焊机的型号编制方法,根据gb 10249-88焊机型号的编制方法的规定，熔化极气体保护焊机（包括co2焊机与mig/mag焊机）的型号表示方法如下： 型号中的5、6、7字位用阿拉伯数字表示，代表额定焊接电流。其它各字位所代表的意义见表4-3。,以半自动co2焊设备为例 组成：弧焊电源、控制箱、送丝机构、焊炬及供气系统,二、 co2焊设备的组成,半自动焊设备工作的主要 特点是自动送进焊丝，而 沿焊接方向移动焊枪是靠 手工操作。如果沿焊接方 向移动焊枪的工作是由焊接小车或相应的操作机完成，则成为自动焊机。在半自动焊设备的基础上增加焊接行走机构(如小车、吊梁式小车、操作机、转胎和焊接机器人等)就构成了自动co2焊设备，如图4-3所示。焊接行走机构除完成行走功能外，在其上可载有焊枪、送丝系统和控制系统等。大电流co2焊机还配有水冷系统。实际生产中，co2焊设备以半自动焊为主。,2019/2/24,4,熔化极气体保护焊,。,2019/2/24,5,熔化极气体保护焊,。,焊接设备,1、焊接电源：,短路电流上升速度di/dt 短路电流峰值imax 空载电压恢复速度要快,（一）焊接电源：直流电源，反极性接法(工件接阴极，焊丝接阳极)。 1、平特性电源用于细丝（短路过渡）焊接，配用等速送丝系统；这种匹配可保证在受到外界干扰时，弧长迅速恢复到原来的长度，保证焊接工艺参数的稳定。而且，利用这种匹配方法时，焊接参数调节非常方便。通过改变送丝速度可调节电流，改变电源外特性可改变电压，工艺参数的调节非常方便。 2、下降特性电源用于粗丝焊接，配用变速送丝系统； 3、对动特性的要求 粗丝细滴过渡时电流变化比较小，对焊接电源动特性要求不高 细丝短路过渡时，焊接电流不断变化，对动特性有特别的要求，即对短路电流上升速度di/dt 、短路电流峰值imax 、电弧电压恢复速度三个指标有一定的要求，目的是保证短路过渡过程可靠的同时又控制飞溅。,目前，硅整流电源、晶闸管电源、igbt电源均能满足对空载电压上升速率的要求。但是，短路电流上升速率及短路电流峰值需要通过在焊接设备中串接一适当的电抗器来调节。而新型的逆变式焊机普遍采用电子电抗器来调节短路电流上升速率。,3、短路过渡对电源的动特性具有如下的要求： （1）熔滴与熔池短路时，电弧熄灭，过渡完成后，电弧又重新引燃。为了保证电弧能够顺利引燃，要求电源的空载电压上升速度要快。 （2）短路小桥的位置及爆断时间、爆破能量直接决定了飞溅的大小，当短路小桥产生在焊丝与熔滴之间，爆破能量较小且能够及时爆断时，飞溅较小。而短路小桥的位置及爆断时间、爆破能量可通过在焊接回路中加一适当的电感来调节。,4.短路过渡稳定性对电源的动特性的要求：,1）短路电流增长速度di/dt 对于一定的丝径、规范， di/dt适中 （过快）短路 熔滴小部分与熔池一接触 缩颈、过热、爆断 小颗粒飞溅 （过慢） 短路电流不能速达一定值 电磁力不够大 熔滴不能迅速过渡 焊丝过热 成段爆断大颗粒飞溅 适中 合适的短路过渡 2）短路电流峰值（ im ） 大的飞溅 电磁力不够大 熔滴不能迅速过渡 电源长时间过载 且熔滴与熔池接触处温度不高 复燃不利 3） 空载电压恢复速度du空/dt 熔滴与熔池短路时，电弧熄灭，过渡完成后，电弧又重新引燃。为了保证电弧能够顺利引燃，要求电源的空载电压上升速度要快。 方法：串联可调电感l,二氧化碳焊接电弧的静特性是上升的 二氧化碳焊接电源的外特性 平特性电源 下降特性电源,对送丝机构的要求,焊丝：镀铜，抛光，平整，密绕，粗细一致，无小弯，导电性能好，机械特性好，工艺性能好，化学成分好。,送丝管：规格对，长短合适，内径干净，光滑，无小弯，密封圈完好，热塑管完好，必须定期保养（10-15天左右）,送丝导咀sus：内径干净，光滑，无弯曲，规格长短合适,定期保养。,导电咀：规格与焊丝一致，连接紧固，必须定期更换。,送丝轮：槽线和焊丝一致,定期清洗。,2、送丝机构,主要作用是，将焊丝输送到焊接区，并通过一定的调节方式（等速送丝及弧压反馈）保证弧长的稳定。,根据速度调节方式的不同，送丝机构可分为等速送丝和均匀（弧压反馈）送丝两种。 根据送丝滚轮与送丝软管的相对位置，送丝机构可分为： 1）推丝式 2）拉丝式 3）推拉丝式,根据使用焊丝直径的小同，送丝系统可分为等速送丝和变速送丝，通常 焊丝直径大于或等于3mm时采用变速送丝方式， 焊丝直径小于和等于24mm时采用等速送丝式：,用于推丝式送丝的鹅颈式焊枪,推丝式焊枪和送丝机构分开，焊丝经一段软管送到焊枪中。送丝滚轮位于送丝软管之后，为一种应用最广泛的送丝机构，其特点是结构简单、焊枪轻便。以鹅颈式焊枪多见，实际应用较多；但是焊丝通过软管时受到的阻力大，软管长度受限，因此主要使用于送丝距离较小的场合下（通常5m），送细丝效果欠佳。主要用于直径为0.8-2.0mm的焊丝，软管 一般在2-5m左右,推丝式送丝机,co2焊机及其推丝式送丝机、枪,拉丝式拉丝式送丝机构的送丝滚轮和送丝电动机均安装在焊枪上，送丝机构与焊枪合为一体，没有软管，其特点是送丝阻力小，速度均匀稳定，但焊枪复杂、重量增加，加重了焊工的劳动强度。以手枪式焊枪多见，薄板结构使用较多；适于送细丝/远距离送丝。直径小于或等于0.8mm 。,co2焊机及其拉丝式焊枪,拉丝式焊枪（其小型送丝机构做在焊枪内）,焊丝盘,送丝电机,送丝机构,推拉式送丝焊枪（手工焊接用）, 推拉丝式同时采用推丝电机及拉丝电机，推丝电机提供主要动力，拉丝电机的作用是将送丝软管内的焊丝拉直，适用于远距离送（细、软）丝（15m），焊枪结构复杂，目前应用较少，多用于机器人焊接和铝的熔化极气体保护焊。,点击看推拉式送丝,co2焊机常用的送丝机构是等速推丝式送丝机构。,0.8-2.0mm,2-5m,0.8mm,15m,送丝方式,等速推丝式送丝机构 等速推丝式送丝机构一般由焊丝盘、送丝电机、减速装置、送丝滚轮、压紧装置、焊丝校直装置以及送丝软管等组成。送丝机构必须保证对送丝速度的均匀稳定。 图4-4给出了等速推丝式送丝机构的局部示意图。,图4-4 送丝机构示意图 1-加压弹簧；2-加压手柄； 3-加压轮；4-加压杠杆；5-矫直轮； 6-活动杠杆；7-压紧螺钉；8-送丝滚轮；9-焊丝导向套；10-焊丝,co2焊专用焊机的送丝机采用单主动送丝即可。,送丝机多为独立式，也有与电源做为一体者。 有专业厂家专门生产配套的送丝机，接口兼容或以德国宾采尔（binzel）焊枪为标准。,电源、送丝机分体之co2焊机,电源、送丝机一体之co2焊机,注意：两机使用的都是鹅颈式焊枪（推丝枪）,(1)送丝滚轮 送丝滚轮是驱动焊丝送进的元件，其表面通常带有v形槽，其尺寸应与焊丝直径相配合，每个滚轮侧面上打有钢印，示出其适用的焊丝直径。为了减少滚轮数量，一般是一轮上有两个不同的槽。使用时应根据焊丝直径正确选择滚轮及滚轮槽。 为了增加送丝的可靠性及稳定性，新型送丝机构通常采用双主动轮。有些是通过在主动轮和从动轮间安装一副啮合齿轮变单主动轮为双主动轮的，而有的是直接采用二个电机驱动二个主动送丝轮。 (2)加压机构 焊丝是依靠送丝滚轮与焊丝之间的摩擦力送进的，只有当主动轮与从动轮之间保持适当的夹紧力时，才能产生足够的送进驱动力，保证送丝可靠。因此需要通过加压手柄施加适当的夹紧力。但夹紧力也不能过大，否则会引起焊丝变形，反而不利于焊丝的送进。尤其是在使用药芯焊丝时更要注意这一点。 夹紧力是通过加压弹簧、加压手柄和加压杠杆产生的，而旋转加压手柄可调节夹紧力，从而达到调节送丝力的目的，见图4-4。,送丝轮槽型的比较,u型轮:送丝轮和焊丝面接触，送丝力量大，对焊丝的损伤最小，适合各种实芯和药芯焊丝。 v型轮:送丝轮和焊丝点接触，压力小时送丝力量小，易打滑，压力大时，会引起焊丝变型。,(3)矫直机构 由于焊丝绕制在直径不大的焊丝盘上，从焊丝盘释放出的焊丝总有一定的弯曲度，为了保证送丝可靠，在进入送丝轮前应通过三只小滚轮组成的矫直机构进行矫直。对于直径较小的焊丝，由于刚性不大，也可不用矫直。 (4)焊丝盘 国家标准gb8100-87规定了焊丝盘尺寸及重量。co2气体保护焊用焊丝重量有每盘重20kg或15kg两种。 焊丝盘一般是安放在送丝机头的横轴上，为了避免焊丝在使用过程中松散，一般装有焊丝盘制动机构；另外，为了防止脱落，焊丝盘上还配有锁定机构。,3. 焊枪 焊枪由焊枪本体、软管（包括送丝软管、送气管、焊接电缆、控制线等）及其它辅助线组成。其作用是送丝、导通电流并向焊接区输送保护气体等。,要求： 送气稳定、送丝均匀、导电可靠 结构简单、经久耐用、维修方便 使用性良好,co2焊设备 - 焊枪,半自动,自动,自动焊枪多见于专用焊机上。,把半自动焊枪夹于焊接小车上进行自动焊，现在生产中应用十分广泛。,4.焊枪 根据送丝方式可分为拉丝焊枪和推丝焊枪。 拉丝式焊枪： 适用于直径0.50.8mm细丝焊接。送丝均匀稳定，活动范围较大。拉丝式焊炬的送丝机构和送丝电机均安装在焊炬上，故焊炬比较复杂、笨重，但可在远离焊机的位置作业。,拉丝式焊枪一般都安装在自动二氧化碳焊机上（焊接小车或焊接操作机），不需要手工操作，自动二氧化碳焊机多用于大电流情况所以枪体尺寸都比较大以便提高气体保护和水冷效果：焊枪头部分与半自动焊枪类似。,拉丝式焊枪,拉丝式,推丝式焊枪： 适用于直径1.0以上的焊丝。推丝式焊矩结构简单、重量轻、操作灵活，因此应用较广泛。 推丝式焊枪有手枪式和鹅颈式两种。,推丝式焊枪,水冷式焊枪,焊枪：半自动焊枪可分为推丝式和拉丝式两种,推丝式,鹅颈式（气冷）焊枪、手枪式（水冷）焊枪,a) 鹅颈式 b) 手枪式 图4-5 熔化极气体保护焊的焊炬 1喷嘴 2杠杆开关 3电缆 4送丝导管 5焊丝 6气体导管 7控制电缆 8喷嘴 9板机开关 10出水管和电缆 11送丝导管 12焊丝 13手柄 14控制电缆 15进水管；16送气导管,按照冷却方式，半自动熔化极电弧焊焊炬可分为气冷式和水冷式两种，额定电流在 400a以下的焊炬通常为气冷式，400a以上的通常为水冷式。目前，国内多数采用空冷鹅颈式焊枪。,(1)焊枪本体 焊枪本体主要由导电嘴、喷嘴、焊枪体、帽罩及冷却水套等组成。 喷嘴 保护气体通过喷嘴流出，确保能形成一良好的保护气罩。喷嘴通过绝缘套装在枪体上，所以即使它碰到工件也不会造成打弧。使用过程中应随时检查是否被堵塞。 导电嘴 主要作用是将电流导入焊丝，采用紫铜或耐磨铜合金制成。导电嘴的孔径应比对应的焊丝直径稍大（大0.10.2mm左右）。焊接过程中导电嘴不断与焊丝摩擦，因此容易受到磨损。磨损过大时会导致电弧不稳，应及时调换。导电嘴安装后，其前端应缩至喷嘴内23mm。 分流器 其作用是在喷嘴内形成均匀的保护气流从喷嘴喷出。由于它是借助于喷嘴固定在绝缘套上的，拧下喷嘴时容易掉落，发生损坏或丢失。因此，拆卸喷嘴时应小心。,喷嘴 导电嘴 分流器 连接头 绝缘接头 枪体 枪管 导管,喷嘴及导电嘴,(2)送丝软管 送丝软管有两种类型，一种是用弹簧钢丝绕制的，另一种是用四氟乙烯或尼龙等制成。前者适用于不锈钢、碳钢、合金钢焊丝的焊接，后者适用于铝及铝合金焊丝的焊接。对于推丝式送丝机构，送丝软管长度一般在34m，个别可达到6m。 应合理选用送丝软管内径，以减小送丝阻力，表4-4列出了不同直径的焊丝应选配的送丝软管直径。 弹簧管在使用过程中会被焊丝磨损和铜屑等杂质污染，使送丝不稳定，应定期清理，必要时应更换。,表4-4 不同直径的焊丝应选配的送丝软管直径,枪管,除了气瓶、减压阀、流量计、软管及气阀以外，二氧化碳焊机的气路系统还需安装预热器及干燥器。,5. 供气系统,图4-7 co2气体保护焊供气系统示意图 1气瓶 2预热器 3高压干燥器 4减压阀 5气体流量计 6低压干燥器 7气阀 8送丝机构 9焊枪 10可调电感 11焊接电源 12工件,2019/2/24,43,气体钢瓶的使用要求,1.钢瓶应存放在通风、干燥、远离热源（如阳光、暖气、炉火）处，避免温度过高。 2.附属装置阀、接头、及压力调节器装置需无泄漏、无损坏，状况良好。 3.钢瓶不能卧放：理由是如果钢瓶卧放，竖立的钢瓶要有防倒装置。 4.钢瓶要定期接受安全检验，接受压力测试合格之后，再继续使用。,五.气瓶与用气安全 c02气体保护焊，采用气瓶供气的场合，必须遵守气瓶安全检查规程的有关规定。 1.气瓶必须经过检验 2.co2气瓶的油漆色是银白色，字样是黑色“二氧化碳” 3.co2气瓶吊运的时候最好采用框架，防止高空坠落 4. co2气瓶应直立采用，并有定位措施，防止倒下伤人 5. co2气瓶要有遮阳措施，防止日光暴晒 6. co2气瓶内的气体不能用尽，剩余气压应不低于1mpa,1、预热器： 用于防止二氧化碳中的水分在钢瓶出气口处或减压阀中结冰而堵塞气路。焊接过程中钢瓶内的液态二氧化碳不断气化，气化过程中要吸收大量的热，而且钢瓶中的高压二氧化碳经过减压阀减压后，气体温度也会下降；气体流量越大，温度下降越明显。因此，气体流量较大时（大于10 lmin-1），在减压阀之前必须安装加热器 预热器的结构比较简单，通常采用电热式加热器，只需将套有绝缘瓷管的加热电阻丝套在通二氧化碳气体的紫铜管上即可，如图4-8。采用36v交流电供电，功率在100150w之间。有些减压器中自带加热器，使用这种减压器时，可不用再装专门的加热器。,2、干燥器 气路中安装干燥器是为了减少焊缝中的含氢量。一般市售的二氧化碳气体中含有一定量的水分，因此需在气路中安装干燥器，以去除水分，减少焊缝中的含氢量。干燥器有两种：高压干燥器和低压干燥器，其结构如图4-9。高压干燥器安装在减压阀前，低压干燥器安装在减压阀之后。一般情况下，只需安装高压干燥器。如果对焊缝质量的要求不高，也可不加干燥器。,图4-9 干燥器结构图 a) 高压干燥器 b) 低压干燥器 1干燥剂 2碎铜层,(4)减压器 减压器的作用是将高压气气体变为低压体，减压后的压力为0.10.2mpa。与氩气减压表不同，减压后的气体压力不再进行调节，所以只有高压表。图4-9 干燥器结构图 a) 高压干燥器 b) 低压干燥器 1干燥剂 2碎铜层 (5)流量计 流量计的作用是用来调节并显示气体流量。流量计分为指针显示和浮子显示两种。一般采用后者。 (6)气阀 控制气路开通/关闭的电磁阀，一般安装在送丝装置上。焊前可以通过焊接电源上的气体预检开关来预先调节气体流量。焊接时通过微动开关的连锁作用对它通电，保证气体的输送。如果磁阀断电，则阀门关闭，停止输出气体，避免空放。,通常将预热器、减压器、流量计做为一体，叫co2减压流量计（通常属于焊机的标准随机配备）。名牌产品如美国捷锐（）。 不同气体的减压流量计按规定不能互换使用。,co2减压流量计,减压阀,一体式减压阀流量计,带预热器的减压阀，流量计,2、水路系统 水路系统通以冷却水，用于冷却焊炬及电缆。通常水路中设有水压开关，当水压太低或断水时，水压开关将断开控制系统电源，使焊机停止工作，保护焊炬不被损坏。,4、控制系统 控制系统有两部分，一部分是基本控制系统，另一部分是程序控制系统。基本控制系统主要控制焊接电流、电弧电压、送丝速度、行走机构等的调节。程序控制系统控制提前送气、滞后停气、引弧、电流衰减、熄弧等。co2气体保护焊的程序循环图如图4-6所示。 程序控制一般是自动的，只要一按启动开关，焊接程序自动进行。程序控制方式有继电器-接触器程控、门电路-晶闸管程控以及计算机程控等三种。,图4-6 co2气体保护焊的程序循环图 a) 半自动co2气体保护焊 b) 自动co2气体保护焊,1）引弧： a爆裂引弧： 适用于细丝，其基本过程是：首先使焊丝与工件短路，在较大的短路电流的作用下，焊丝与工件的接触部位发生爆断，引燃电弧。,2）慢送丝引弧 适用于粗丝，基本方法及原理与爆裂引弧类似，其不同点是通过缓慢送丝使焊丝与工件接触，以保证引弧的可靠性。回抽引弧主要用于埋弧焊，焊前首先使焊丝与工件接触，焊机启动后，焊丝回抽将电弧引燃。,2）熄弧方式 1）焊丝返烧熄弧 返烧熄弧时，先停止送丝，电弧继续燃烧，弧长逐渐增大，经过一定时间后切断电源，电弧熄灭，停止焊接。 2）电流衰减熄弧 首先使焊接电流及送丝速度衰减，填满弧坑后，再停止送丝并切断电源。,(1)典型co2焊设备（ co2焊专用焊机） 1、北京“时代” 逆变焊机，节能节材；可靠性尚可，价格相对便宜，售后服务较好。,2、唐山“松下” 晶闸管焊机，但精细表现出色且可靠性极高；售后服务较好，价格较贵但性价比高。,3、美国林肯 普通co2焊机总体性能不错，但无价格优势。值得推介者为其stt（表面张力过渡） co2焊机：飞溅极小、成形极佳，但价格极贵。,6. co2焊机的使用与维护,除以上之外， 通用co2焊机国内的品牌多如牛毛，但普遍市场占有率低。除价格较低外，其它方面往往乏善可陈。 欧洲国家一般不做co2焊专用焊机，而是mig/mag（co2）一体，所以其送丝机通常为双主动送丝。 如果焊机标可mig/mag/co2焊，但却是单主动送丝，其效果有限（目前国产焊机这种情况比较多见）。,(2) 设备的使用 根据实际情况选择合适类型的co2焊机进行焊接。对于厚大工件的规则焊缝，优先选择自动co2焊机进行焊接；而对于短小的工件、薄件以及不规则的焊缝，通常选择半自动co2焊机进行焊接。,使用co2焊机时应注意以下几点： 应按随机提供的外部接线图进行安装。焊机外壳必须可靠接地，电缆接头要拧紧，否则易导致电弧不稳；焊机所接的网压应与铭牌上的输入电压相符。 、网压正常稳定 焊机应安置于通风良好、干净整洁的地方，应离开墙壁至少300mm；周围应无腐蚀性及爆炸性气体、易燃物品等。 应根据焊丝直径更换导电嘴、送丝软管、送丝滚轮等；并调整送丝滚轮的压力，保证送丝的稳定性； 不要将焊接电缆盘起来；缆连接紧密可靠、盘绕有序、不打死弯。电缆线应选用足够截面积的铜制电缆。 离开工作场所时，应关闭气路、水路并切断电源。,(3) 设备的维护 应对设备定期进行维护保养，以减少设备故障率，延长其使用寿命。需要经常进行检查维护的是焊枪、送丝装置、焊接电源、电缆及气路等。, 焊枪 对于焊枪，需要对喷嘴、导电嘴和送丝软管进行定期维护: a) 定期检查焊枪上的喷嘴与导电嘴之间的绝缘情况，防止两者之间短路； b) 及时去除导电嘴上的飞溅颗粒；经常检查导电嘴的磨损情况，并更换磨损严重的导电嘴，确保导电嘴和焊丝间的良好接触，以稳定焊接电流； c) 定期清理送丝软管，去除其内的铜屑、灰尘和其它污物，若发现局部曲折也应更换。 送丝装置 对于送丝装置，应进行下列维护： a) 检查送丝滚轮的沟槽，及时清理其中的金属屑和油污，沟槽严重磨损时应予以更换。 b) 检查焊丝导向管是否平直、是否有油污，如变形损坏应予以更换。 焊接电源 对于电源，应进行下列维护： a) 定期清理电源内外的灰尘。 b) 检查紧固的各种接头是否牢固，发现松动应拧紧。 c) 定期检查各种继电器的触点是否完好，要及时修理或更换烧损或接触不良的触点。 气路系统 经常检查气路系统的密封情况，不得有漏气现象发生；对焊枪上的分流环要及时地清理，防止堵塞，以保证保护气流的稳定性；经常检查减压流量调节器及电磁阀等运行状况。,气体保护焊日常保养,日检项目： 供电电源 连接可靠、网压正常稳定 | 导电嘴 无磨损、烧损现象 | 焊枪 无死弯、无破损、连接可靠 | 焊丝 无油污、无死弯、直径均匀 | 电缆连接 正、负极电缆连接可靠 | 保护气 气瓶压力正常、气体流量适当 | 焊接规范 电流/压匹配正确、电弧力适当 周检项目： 综合线缆 无破损、无漏气，放置平顺 | 导丝管 清洁完好，请用压缩空气及有机溶剂清洗 | 送丝机构 出口嘴及中间嘴完好、压紧装置完好、压丝轮无磨 损、焊枪插座完好，请清洁灰尘及金属屑,