自动埋弧焊机常见故障分析及参数调整.docx

自动埋弧焊机常见故障分析及参数调整乐毅东 ,孔祥小 ,曹勇(广东省韶钢集团有限公司 ,广东 韶关 512123)摘要 :分析了直流自动埋弧焊机的工作原理 ,对常见故障进行分析 ,并提出了一种全新的故障检测方法和参数调整方案 ,使同类设备的维护工作更高效 、直观 ,参数调整更准确 。关键词 :静态平衡点 ;动态平衡点 ;导通 ;截止 ;触发中图分类号 : TG43413文献标识码 :B文章编号 :1001 - 2303 (2000) 08 - 0042 - 03Common malf unction analysis and para meter regulation of a utomatic submerged arc welding machineL E Yi - dong , KONG Xiang - Xiao ,CAO Yong( Guangdong Shaoguan Steel and Iron Group Ltd. , Shaoguan 512123 ,China)Abstract :Working principles of DC automatic submerged arc welding machine has been introduced , some common malfunctions are analysed , a new method of malfunction detection and plan of parameter regulation are advanced ,which can raise efficiency of maintenance work of simi2l iar equipment ,and also improve the accuracy of parameter regulation.Key words :static equilibrium point ; dynamic equilibrium point ; turn - on ; cut - off ; trigger1 前言由于直流自动埋弧焊机在焊接性能和工作效率 方面较普通直流焊机有较大优势 ,因而成了钢结构 制作过程中必不可少的生产设备 。直流自动埋弧焊机普遍存在结构复杂 、参数不易调整 、故障点分散的 特点 ,使得它的维护工作变得困难 。近年来 ,随着各 种直流自动埋弧焊机在钢结构制作中的推广应用 , 该设备的维护及参数调整工作显得日益重要 。2 结构原理分析直流自动埋弧焊机正常工作时 ,焊接电流 、焊接 电压 、焊车行走速度各参数间互相影响 ,维护人员必 须熟悉该设备的结构原理及各参数间的相互关系 , 才能迅速正确地找出故障点 ,排除故障 。211 结构分析不同生产厂家不同时期的产品 ,其结构及工作 原理大同小异 ,以下就以上海电焊机厂的 MZ - 1 -1000A 型直流自动埋弧焊机为例作具体分析 。MZ -1 - 1000A 型直流自动埋弧焊机从结构上可分为弧 焊整流器 、自动焊机头两大部分 ,之间由 1 条 14 芯 电缆连接 。自动焊机头是故障率较高 、维修难度最大的一部分 。控制箱 、送丝电机 、焊车电机的电源均由弧焊整流器内部的控制变压器提供 。控制箱内部 大致可分为 : (1) 启停控制电路 ; ( 2) 取样比较电路 ;(3) 送丝速度控制电路 ; (4) 焊车速度控制电路 。21111 起停控制电路如图 1 所 示 , 起 停 控 制 回 路 由 VS1 、J 1 、J 2 、J 3 、SB1 、SB2 组成 ,启动运行的条件是 J 2 、J 3 吸合 ,继电器J 1 不动作 。换言之 ,只有当二极管 VS1 的反向电流 小于 J 1 的动作电流时 ,J 3 才能吸合并自锁 , 弧焊整 流器内的 J Z2 才能吸合并自锁 。因此 ,空载启动时 , 整机不能自锁 。图 1 起停控制电路收稿日期 :2000 - 06 - 05作者简介 :乐毅东 (1970 ) 男 ,湖南人 ,助工 ,从事电气设备安装和安全管理 ,机加工设备的维修及改造工作 。电焊机 ,Vol130 ,2000 (8)使用与维修43 21112取样比较及换向电路取样比较及换向电路如图 2 所示 。电弧电压送 入控制箱后 ,由 R3 、R4 、R5 、V6 构成电弧电压取样电 路 ,R4 两端电压在焊机起弧运行后与 RP1 上给定指 令电压反向串联送至 V12 V15 整流桥交流端 ,整流 桥的直流端电压为比较后的结果电压 ,该电压决定 送丝速度 ,大小接近于取样电压与指令电压的差值 , 送丝换向电路由 VT1 、VT2 、J 4 构成 ,VT1 、VT2 的导通 关系是 :VT1 导通 VT2 截止 ,VT1 截止 VT2 导通 。换 向继电器 J 4 动作与否决定于三极管 VT1 的基极电 位 UB1 ,因此 ,当指令电压大于取样电压时 ,V12V15圈 、R2 形 成 回 路 , 因 J 1 通 常 调 整 在 电 弧 电 压 高 于70 V时动作 , 此时 J 1 吸合 , 启动回路不能自锁 。一 直按住 SB1 , R4 上的取样电压经 R46 、R43 加在 V12 V15整流桥的交流端 , 且上负下正 ,VT1 截止 VT2 导通 ,同时 ,整流桥直流端的输出电压使 V19导通 ,送丝 电机触发电路启动 ,焊丝下送 。焊丝接触工件以后 , 电弧电压为零 ,J 1 释放 ,J 2 吸合 ,整流桥交流端上只 有指令电压 ,方向是上正下负 ,VT2 截止 J 4 释放 ,焊丝图 3 送丝速度控制电路在“准备上抽”状态 ,同时 ,整流桥直流端输出电压启动送丝触发电路 ,焊丝上抽 ,电弧在焊丝与工件间产 生 。R4 两端的取样电压随电弧拉长而升高 ,比较后 的结果电压即整流桥直流端电压逐步降低 ,抽丝的 速度逐步减慢 。当取样电压升至与指令电压大小相 同时 ,整流桥的交流端和直流端电压均为零 , 此时 VT2 导通 J 4 吸合 ,焊丝在“准备送丝”状态 ,此时 ,V19 截止 ,送丝电机也不动作 ,随着焊丝熔化 ,电弧电压 升高 ,以上过程重复出现 ,直到焊丝的输送速度与熔 化速度相等时 ,电弧电压稳定下来 ,从而达到稳定焊 接 。由以上分析可知 ,这一平衡点仅由指令电压决 定 ,当这一平衡点因各种外在因素而破坏时 ,变化的 结果最终反映到 V12 V15 整流桥上 ,改变送丝速度 回到原来的平衡点上 。3 故障实例分析通过以上分析 ,当焊机出现故障时 ,便能透过故 障现象找出故障点 ,从而排除之 。311 控制箱常见故障分析31111 实例 1 现象 :按住启动按钮空载启动时 ,焊 丝向上反抽 。分析 :空载启动时 J 4 不能吸合 , 原因有 2 个方面 : (1) 空载电弧电压未送至控制箱内 ; (2) 换向电路 中 VT1 、VT2 、J 4 等元件硬性损坏 , 如 VT1 管 CE 结击图 2 取样比较及换向电路整流桥的交流端上正下负 ,UB E1 为正 ,UB E1 增至大于017 V 后 ,VT1 饱和导通 ,三极管 VT2 的基极电位 UB2 被强制为低电位而截止 ,继电器 J 4 不动作 , 送丝电 机在退丝状态 ;反之 ,VT1 截止 VT2 导通 J 4 吸合 ,送 丝电机在下丝状态 。21113 送丝速度控制电路送丝速度控制电路如图 3 所示 ,该电路是典型 的单结晶体管脉冲移相电路 ,其工作原理在此不作详诉 。值得注意的是 ,V19在此作为 VT3 偏置回路的开关 ,当 V12V15直流端电压使 V19导通后 ,接通 VT3偏置回路 ,送丝触发电路启动 ,反之则关断 。212 原理分析以上各部分电路既有独立之处又紧密联系 ,以 下就以“启动 起弧 稳定焊接”这一过程来说明其 间的联系 。按住启动按钮 SB1 ,J 3 得电吸合 ,弧焊整流器内J Z2 吸合 ,主接触器 CJ 12得电吸合 ,空载电弧电压 ( 约8090 V) 经 92 、46 两端进入控制箱并直接反应在 控制箱的电压表上 , 电弧电压经 R58 、R1 、VS1 、J 1 线电焊机 ,Vol130 ,2000 (8)使用与维修44 穿 ,VT2 管 CE 结开路等 。以控制箱面板上电压表的电压值为分界 , 空载电压值正常 , 则故障在换向电 路 ;无电压 ,则故障在联机电缆和连接线 ; 严重偏离空载电压值 ,故障在弧焊整流器内部 。31112实例 2现象 :上下丝不动作 ,启动后送丝电 机不转 。分析 :首先检查送丝电机主电路 ,测量 KP1 阴阳 两极的电 压 应 在 145 V 左 右 , 无 电 压 , 查 主 回 路 保险 、联机电缆和整流器内控制变压器 ; 电压正常 ,则 故障在 VT3 、VU4 、T3 及 VT16之中 。31113实例 3现象 :上下丝动作正常 ,启动后送丝 电机不转 。分析 : 上下丝动作正常 , 说明 VU4 及送丝电机 主回路正常 ,故障在 VT3 、V19 、V12 V15 及取样电路 。空载启动时测量 C5 两端电压应在 + 5 V 左右 ,该电压正常 ,故障在 V19或 VT3 ;该电压不正常 ,故障在取 样电路或 V12V19整流桥 。312电流调节回路故障分析焊接电流和焊接电压互相影响 ,当焊接电流失控 时 ,常伴随送丝误动作的假象 。以下就以 MZ - 1250 型 弧焊整流器为例来分析电流调节回路的常见故障 。31211 实例 1 现象 :焊接电流很小 ,不能正常熔丝 。分析 :开机后 ,测量弧焊整流器的 25 、26 两端应 有 36 V 直流电压 ,该电压正常 ,故障在瓷盘电位器或 连接电缆 ;电压不正常 ,故障在硅整流桥或电容器 C9 。31212实例 2现象 : 使用焊接电流不能达到设备 提供的最大电流值 。分析 :造成这种故障的原因有 2 种 : ( 1) 设备缺 相运行 ,输出电流不能达到最大 ; ( 2) 饱和电抗器铁心老化或电容器 C8 失效 ,以至饱和电抗器的励磁磁通不能达到最大 ,输出电流不能达到最大 。4模拟运行和参数调整自动埋弧焊机经过一段时间的使用或更换元件 后 ,参数偏离 ,致使焊接质量下降或根本无法焊接 , 须重新调整参数 。由于该设备的特殊性 ,现场调试 既麻烦又低效 ,以下介绍 1 种调试方法 ,调试与维护同时进行 。411模拟运行如图 4 所 示 , T1 36 V/ 60 W , T2 110 V/150 W ,T3 60 V/ 80 W。按图中编号对应接入控 制箱 ,其中 HL1 、HL2 分别为 2 只 220 V/ 60 W 灯泡作为送丝电路和行走电路的假负载 。接通电源 ,按住启动按钮 ,调整 R1 ,当 92 、46 两端电压低于 73 V 时 , 中间继电器 J Z 应可自锁 ,将面板上 RP1 置零位 ,调 节模拟电弧电压 U ,从零逐步增大 , HL1 应从不亮到图 4 模拟运行电路较亮均匀可调 。同样 ,将 U 置零位 ,连续调整 RP1 ,HL1 的亮度也均匀上升 ,但电压反向 。RP1 置中间 ,电压 U 从零逐步增大 , HL1 应从暗渐变灭再渐变亮 。 换向继电器 J 4 在灯灭时动作 ,此时指令电压和取样 电压相等 ,此平衡点是相应指令电压的静态平衡点 。 通过以上模拟运行可判断控制箱故障所在位置 ,同 时 ,通过调整点使设备工作在最佳的动态平衡点上 。412参数调整(1) 按住送丝按钮 , 调整 R22 , 使 HL1 两端电压U2 = 38 V ;(2) 调整 R1 ,使中间继电器 J Z 在电弧电压高于73 V 时不能自锁 ;(3) 断开 R12 、R13之间的连线 ,启动后 ,调节 U 至50 V ,调整 R14使 U2 = 15 V ;(4) 恢复连线 ,调节 U 至 30 V ,调整 R13 ,使 U2 =80 V ;(