等离子故障.doc

等离子高压放电故障排除 本文中所说的电焊机，泛指常用的非熔化极气体保护焊和等离子割焊设备。这些设备都是用钨或钨的合金做电极的，为延长电极的使用寿命和保证焊缝不被钨所污染，在操作时钨电极与工件是不能接触的，这就需要在这些焊机中设有非接触引弧电路。这个电路就是在引弧时产生一个高电压将电极与工件间隙中的空气电离、击穿，又因其频率很高，所以主电路的电流借助这个临时通路得以燃起电弧。可以想象，这个电路工作在高压，高频的状态下，其本身的故障率很高，而且高压，高频也经常造成焊机中其他电路的损坏。不过，这一电路在焊机中有相对的独立性，同时结构也相对简单，只要我们了解其基本原理以及与其他电路的关联就不难查找出问题所在，进而将其解决。 高频引弧电路按与主电源的联接方式，分为串联式和并联式。由于串联式不需解决对主电路分流的问题，所以目前焊机中大都采用串联式。引弧电路与主电路的结合最终是靠一个叫作高频变压器的零件来完成。高频变压器的次级用与主电路导线截面相当的导线，在铁氧体磁芯上绕制数匝，以通过主电路提供的大电流。初级则是很细的高压线，而且匝数更少。高频变压器的磁芯有的是棒形的，有的是“口”字形的，体积也很大，在焊机中很容易找到它。高频变压器是这样工作的：初级线圈上的高频振荡电流通过磁芯耦合到了次级，次级上就产生了高压、高频电流，前面以说过，这次级本身就是主电路的导线。就这样，引弧的高压、高频电流就叠加在了主回路中，完成了串联引弧工作方式。 高频变压器结构简单，只要初级有高频产生，它都能能正常工作。不过例外也是有的初级匝间短路。这是在维修过程中发现的。因为初级线圈是用很细的高压线绕制的，高压线材质较硬，而且匝数很少，在制做过程中要用扎带之类的东西将其扎紧，时间久了，这结扎的地方绝缘程度就会降低，有火花在其中产生，最后造成击穿。此处击穿后，高频电流不会在磁芯上环绕，磁芯中不会产生高频磁场，所以次级也就没有高频引弧电流了。这个故障很隐蔽，因为从表面上看，主电路电压正常，火花放电也很强，就是引不起弧。出现了这类现象，在排除焊（割）炬短路、断路的可能后，就要检查这里了。 引弧电路的高频是这样产生的：升压变压器将交流220V或380V（有的焊机，如WSE系列升压变压器初级是经串联限流电阻取自主变压器次级的电压，其值在40V80V，WS-200/250逆变焊机则是直接取自主电路的逆变高频电压。）升至2000V3000V然后向高压电容充电，当电容两端的电压达到火花放电器间隙的击穿值时，火花放电间隙形成了电的通路，高频振荡在高压电容、火花放电器、高频变压器初级线圈三个零件组成的LC串联谐振回路里进行。振荡是衰减式的，升压变压器不断地为振荡电路提供能量将振荡持续下去。以上讲的是高频电路的核心部分，称作高频四大件，即：升压变压器、高压电容、火花放电器、高频变压器（初级）。这当中要重点提及的是高压电容。在上述焊机引弧电路中的高压电容有两种，一种是高压瓷片电容，一种是高压云母电容。前一种的外形是圆片状，天蓝色，有一元或一角硬币大小（WS、WSE系列机上，几只并联在一起，安装在线路板上。）；后一种是方块形，在一个面上有两个接线柱（LGK8系列机上，用螺丝固定在机架上。）。不管哪一种，它们在整机里的位置都靠近火花放电器和升压变压器，也很容易找到。高压电容轻微的漏电会使电路不能正常工作，几只并联的其中有一只漏电也会造成故障。电容漏电意味着升压变压器提供的能量不能达到击穿放电间隙的程度，所以振荡建立不起来。判断高压电容的好坏可以用以下的方法：断开高压电容在电路中的一根导线，使其暂时脱离电路。此时再送电，启动引弧电路，仔细观察火花放电器间隙中有没有比较弱的、红色的火花（正常的高频火花是白亮的，稍带蓝色），如有，则说明高压电容漏电了。这是因为，升压变压器次级的高压没有了电容漏电的损耗，可以击穿放电间隙，但没有电容形不成振荡。多个电容并联的电路，不一定都有问题，可以一只一只的将其断开一只脚，找到漏电的一只。电容漏电只能更换没有其他方法。 高频四大件中升压变压器也是一个很重要的器件，它一般都设计成高漏抗式的，以避免电容击穿或火花放电器短路使其过载而烧毁。但是，升压变压器后面的电路开路也会对其造成损害。因为次级电压很高，所以匝间、层间的电压也很高，在空载时这些高压没有了正确的通路而任意寻找放电的地方，很有可能就在那些绝缘的薄弱点形成电晕，渐渐地将这一点击穿，造成升压变压器的永久性损坏。另外，火花放电间隙太大，使其击穿电压太高，也会造成升压变压器的损坏。升压变压器的初级都是通过控制电路的开关来接通电源的，这开关有的是继电器的触点，有的是双向晶闸管（都在控制线路板上面通过插头插座引出），等离子切割机升压变压器的初级还经过了交流接触器的一个个辅助触点。当发现焊机没有高频火花时，应先排除这些开关的故障，可根据原理图找到相应的插头，将其短接试验。 火花放电器的间隙，理论上是在0.50.7mm之间，距离大了电压高频率低，距离小了电压低频率高。在实际调整时，要兼顾这两个因素。因为振荡回路存在着很多杂散的等效电感、电容等不确定的因素，所以调整中很难使其工作在谐振点上，只是从引弧的效果上达到最佳即可。 高频电路除了上述的四大件外，还有一个很重要的环节是千万不能乎略的高频旁路电路。如上所述，高频电流通过高频变压器的次级以串联的方式叠加在了主电路中。这主电路通过的是低频（100HZ）的脉动直流电或50HZ的交流电，而且使用的器件电压等级都不是很高，如果这高压、高频串进这些器件，就可能造成故障。所以，在主电路上要有阻挡高压、高频的器件，还要有提供高压、高频电流自己通过的回路。阻挡的器件是用电搞器，通路的器件则是按一定规律连接的电阻和电容。见下图。 图中C1、C2、C3、R1、R2组成了高频旁路电路，其中C1、C2提供的是高频通路，C3、R1、R2是提供高频的包络波通路，L 是起着阻挡作用的高频电抗器。这个电路常见的故障现象是R1、R2断路和C3容量减小，这情况发生后，不但电弧难以引燃而且有损坏整流器件的危险。因为包