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焊装车间设备培训教材 第一章 焊装二车间设备概况 焊接设备 焊装车间焊接设备主要有六种 有悬挂式点焊机 固定式点焊机 二氧化碳气体保护焊机和螺柱焊机 TIG焊机 MIG焊机 其中悬挂式点焊机和固定式点焊机是电阻焊的一种 什么是电阻焊呢 我们将在第二章对电阻焊原理作一个详细的介绍 第二章 电阻焊知识简介 1 电阻焊的原理 电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间 并通以电流 利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化 使之形成金属结合的一种方法 公式 Q I2RT2 电阻焊方法主要有4种 1点焊 2缝焊 3凸焊 4对焊 3 电阻焊的优点 加热时间短 热量集中 所以热影响区小 铁板变形也小 通常在焊后不必安排校正和热处理 不需要焊丝 焊条等填充金属 以及氧气 乙炔 氩气等焊接材料 焊接成本低 操作简单 易于实现机械化和自动化 生产率高 且无噪声及有害气体 熔核形成时 始终被塑性环包围 熔化金属与空气隔绝 冶金过程简单 4 电阻焊的缺点目前还缺乏可靠的无损检测方法 焊接质量只能靠工艺试样和工件破坏性试验来检查 以及靠各种监控进行技术保证 设备功率大 成本高 维修较困难 并且大功率单相交流点焊机不利于电网三相平衡 点 缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重量 而且在两板间熔核周围形成尖角 致使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低 知识点 我们所用的焊机是单相交流焊机 由于交流焊机对电网的冲击较大 我国也有了二次整流焊机 先进的闭环技术除了我们所用的恒流控制之外 还有动态电阻 热膨胀等先进的监控技术 5 电极的材料和材料的性能影响 由于电极的接触面积决定着电流密度的大小 电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和和散失 随着电极头的变形和磨损 接触面积增大 焊点强度将降低 另工件表面状况的影响 工件表面上的氧化物 污垢 油和其它杂质增大了接触电阻 影响焊点的强度 过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过 局部的导通 由于电流密度过大 则会产生喷溅 飞溅 和表面烧损 氧化物层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一致 引起焊接质量的波动 6 热平衡 散热及温度分布点焊时产生的热量的Q只有小部分用于形成熔核 较大部分的将因向邻近物质的传导和辐射而损失掉 其热平衡方程式 Q Q1 Q2式中 Q1 形成熔核的热量Q2 损失的热量Q 总热量有效热量Q1取决于金属的物理性质及熔化金属量 而于所用焊接条件无关 Q1 10 30 Q 电阻率低 导热性好的金属 铝 铜合金等 取低限 电阻率高 导热性差的金属 不锈钢 高温合金等 取高限 损失的热量Q2主要包括通过电极传导的热量 30 50 Q和通过工件传导的热量 20 Q 辐射到大气中的热量只占约5 可以忽略不计 通过电极传导的热量是主要的散热损失 他与电极的材料 形状 冷却条件 以及所采用的焊接条件有关 例如采用硬条件的热损失就要比采用软条件小得多 知识点 由于损失的热量随焊接时间的延长和金属温度的升高而增加 因此 当焊接电流不足时 只延长焊接时间 会在某一时刻达到热量的产生与散热相平衡 继续延长焊接时间 将无助于熔核的增大 这说明了用小功率焊机不能焊接厚钢板和铝合金的原因 不同厚度的工件的点焊中 还可以通过控制电极的散热 改变电极的材料或接触面积 采用附加垫片等 以改善熔核的偏移 增加薄件一侧的焊透率 例如有的夹具上装有紫铜块 就是有次类作用 当然还有防止焊点变形的作用 知识点 单相交流电可以进行多脉冲点焊 即在两个或多个脉冲之间留有冷却时间 以控制加热的速度 这种方法主要用于厚钢板的焊接 对焊点质量的影响1焊接电流的影响 电流对产生热量的影响比电阻和时间两者都大 因此在点焊过程中 它是一个必须严格控制的参数 引起电流变化的主要原因是电网电压波动和焊机的二次回路的阻抗变化 阻抗变化是因回路的几何形状变化或因在二次回路中引入了不同量的磁性金属 除焊接电流总量外 电流密度也对加热有显著的影响 主要有通过已焊点的分流 以及电极头的接触面积增大产生影响 造成电极通过的电流密度减小 使焊点强度明显下降 恒流闭环控制技术能够有效的克服网压的波动和二次回路阻抗变化的影响 2焊接时间的影响 为了保证焊出焊点的熔核尺寸和焊点强度 焊接时间与电流在一定范围内可以相互补充 为了获得一定强度的焊点 可以采用大电流短时间 称为强规范 也可以采用小电流和长时间 弱规范 两种条件的选用 取决于金属的性能 厚度和所用的焊机功率 注意 但对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间 仍有一个上 下限 超过此限 将无法形成合格的熔核 3电极压力的影响 电极压力对两电极间的总电阻有显著的影响 随着电极压力的增大电阻R显著减小 此时焊接电流要略有增大 但不能影响因R减小而引起的产热的减少 焊点的强度是随着电极压力的增大而降低 在增大电极压力同时 增大焊接电流或延长焊接时间 来弥补电阻减小的影响 可以保持强度不变 采用这种焊接条件有利于提高焊点强度的稳定性 如果电极压力过小 将引起喷溅 也会降低焊点强度 4电极的材料和材料的性能影响 由于电极的接触面积决定着电流密度的大小 电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和和散失 随着电极头的变形和磨损 接触面积增大 焊点强度将降低 另工件表面状况的影响 工件表面上的氧化物 污垢 油和其它杂质增大了接触电阻 影响焊点的强度 第三章 悬挂式点焊机 悬挂式点焊机是焊装车间最多也是最主要的设备之一 目前在线使用的S11和B11一起共有437台 承担着焊装车间大部分的焊接任务 它的型号表示 点焊机 悬挂式 变压器最大功率160KVA 交流电50HZ DN3 160 悬点焊机整体视图 悬挂式点焊机成套焊接设备 变压器 控制箱 二次通水电缆 焊钳 平衡器 一 主要结构及功能本设备主要由变压器 控制箱 电缆 焊钳组成 控制部分 悬挂式点焊机的控制部分主要是一台微电脑控制箱 它具有存储 输出数据的功能 悬挂式点焊机的所有的参数都是由它来控制的 在它的侧面有一个接入口 通过它的外接数据编程器可以对所需要的参数进行设定 以达到所需要的焊接效果 并且控制着它的休止时间 预压时间 加压时间 回程时间四个动作的时间 HCW系列控制器主要特点 1 有两种工作方式 闭环恒流方式 导通角方式 2 具有多脉冲焊接功能 有预热脉冲 焊接脉冲以及回火脉冲 三者的幅度 时间可分别设定 便于使用 3 可供选择的有15个焊接规范和1个修磨规范 4 对配用了比例阀接口电路的控制器 可以在不同的规范中设定不同的焊接压力 可以实现锻压功能和焊接过程的压力变化控制 5 具有电极磨损焊接电流自动补偿功能 平台台阶数可达10个 6 具有电极使用状态监视功能 7 本控制器具有功率因数自适应能力并具有多个焊接回路同步工作能力 可以适应多点焊机等场合 8 控制器具有较强的显示功能和较完善的自检功能 9 控制器备有RS422标准通讯口 配用HZ型集中控制系统可以实现生产线的联网管理 具有较强的接口扩充能力 可以满足用户的不同特殊要求 变压器部分 悬挂式点焊机的变压器部分主要是一台水冷式变压器 它的功能主要是将380V的电压变为23 8V的电压 DN3系列悬挂式点焊机型号 DN3 160 DN3 200主要特点 独有的二次线圈与引出极板无焊接工艺 增加了可靠性 并降低了内阻 装备温度检测器 在焊机冷却不足时 强迫焊机自动停焊 避免过热烧毁 出水装有水流指示仪 进水装有二次水过滤器 延长焊机寿命 380v 的动力输入 采用接线柱加保护罩的方式 从而更加安全可靠 采用进口优质冷轧矽钢片 环氧树脂真空浇注 保证绝缘强度 延长焊机寿命 焊机可带两把焊钳 可配用有感电缆或无感电缆 使用方便 工作部分 悬挂式点焊机的工作部分主要是通水电缆和焊钳 通水电缆它不仅通电 而且通水 焊钳是我们用来直接用于生产操作的工具 分为 X 型和 C 型两种 通过焊钳 我们将最终需要的结果 焊接点焊接起来 焊钳型号表示 水路 水路就是用来冷却焊接时所产生的热量 为什么会产生热量呢 我们就要了解焊钳的工作原理 悬挂式点焊机又称压力焊 是通过两钳臂的电流短路 大电流 小电压 而产生高温 其热量工式为Q I2RT 因电流很大 通常在1万A左右 产生的热量是惊人的 从而达到融化工件的效果 但同时在电缆和焊钳部分也会产生热量 为保证焊机的正常工作 所以我们就要用循环水来冷却焊接时产生的高温 电路 首先是380v的电压通过一次电缆进入变压器后 将其变为24V的安全电压 然后再经过二次电缆到达焊钳的两臂后 在焊接时就形成了一条焊接回路 气路 首先是管路里的高压气体通过软管进入附在变压器上的气动三联件中的油水分离器中 过滤高压空气中的杂质 然后经过气动三联件中的调压阀 根据需要调节气压的大小 气压为0 4 0 6MPa 再经过气动三联件中的油雾器 将油雾器里的油带到高压空气管道里 在一个电磁阀的动作下 带油的高压空气不仅推动焊钳气缸动作同时也润滑了气缸 此外 悬挂式点焊机还有一个重要的附件 那就是平衡器 平衡器是利用其内部一个卷曲的弹簧的向上的卷曲力 把焊钳向上拉 使其两个力大小相当 使我们操作时作到少重或无重 恒压 CVC 以电极电压作为反馈信号进行控制 恒导通角 CTC 按固定的导通角控制开关恒流 CCC 原理 通过测量二次 或一次 回路的电流 有效值 并与给定的电流值比较 当出现偏差时 调节晶闸管的控制角以维持焊接电流的恒定 常用的几种控制方法 二 电路部分 点焊的控制 主要采用晶闸管开关 方式 开环 闭环 控制箱电源接线图 第四章 固点焊机 一 主要结构及功能本设备主要由变压器 控制箱 气缸 电极 箱体等组成 返回目录固定式点焊机是焊装车间较多的设备之一 它的型号表示 如 DN 250焊二车间所有的固定点焊机分为三种类型 分别为DN 125 DN 160 DN 250 固定式点焊机的工作原理与悬挂式点焊机几乎一样 在外部结构上与悬点有一些差别 1 是二者可以移动与不可以移动 一个是悬挂在轨道上 一个是落地的 2 固定点焊机辅助行程的调节是通过一手拉阀 把手拉阀手柄拉出 则辅助行程打开 推进则辅助行程闭合 3 固定点焊机如果装上凸焊电极头 就可以用于凸焊作业 凸焊电极的型号根据所焊工件选用 4 气压的大小是影响凸焊质量的一项重要参数 气压的调整必须由工艺人员设定 操作人员在每天的点检中应检查气压的大小有无变动 保证焊接质量 气缸 机身 操作盒 气路元件 上下电极 水路系统 固定式点焊机与悬挂式点焊机的工作原理 控制方式及维修思路基本一直 在这就不介绍详见悬点焊机 1 1焊接方法分类 熔化焊接压力焊钎焊 电弧焊气焊铝热焊电渣焊电子束焊激光焊 熔化极非熔化极 手工焊CO2焊埋弧焊MAG焊MIG焊TIG焊等离子弧焊 根据原理 热源种类等对焊接的分类如下 返回 第五章 CO2焊机 电弧焊 以气体导电时产生的电弧热为热源 熔化极 焊丝或焊条既是电极又是填充金属 非熔化极 电极 钨极 不熔化 MIG焊 金属极 熔化极 惰性气体保护焊TIG焊 钨极 非熔化极 惰性气体保护焊MAG焊 金属极 熔化极 活性气体保护焊CO2焊 二氧化碳气体保护焊 MAG C焊 1 2名词解释 返回 气体保护焊的定义 用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊 简称气体保护焊 常用的保护气体 二氧化碳气 CO2 氩气 Ar 氦气 He 及它们的混合气体 CO2 Ar CO2 Ar He 1 3气体保护焊定义 返回 2 1 焊机的基本结构及各部件的安装2 2 CO2焊机的工作原理2 3 C02气体保护焊的功能概述 2 CO2焊机的基本结构 原理功能概述 2 1焊机的基本结构及各部分的安装 2 1 1焊机的整体结构 返回 焊枪 送丝电机 电磁气阀 气管 六芯送丝电缆 用手旋即可 正极电缆用活动扳手安装 负极电缆用活动扳手安装 焊接电源三相四线制 用十字螺丝刀进行安装 总体安装图示 接集中供气或CO2气瓶 返回 2 1 2主机各个视图 送丝电机电源 V A 异常电源 焊丝直径 收弧电流调整收弧电压调整 收弧 有无 药芯实芯 焊丝 气体 电源 检查焊接 开 关 A 焊机前面板 印刷线路P板 输出端子 输出端子 送丝电缆插座 前视图 返回 三相电源输入 380V 加热器电源 36V 加热器保险 8A 机壳接地 14mm2 UVW 主机后视图 返回 KR 系列焊机送丝系统 控制方式为等速送丝 送丝方式为推丝式 等速送丝配以恒压特性可实现良好的自动稳弧性能 推丝式是应用最广的一种送丝方式 其特点是焊枪结构简单轻便 适于操作 但焊丝需经过较长的送丝软管才能送出焊枪 焊丝在送丝软管中会受到较大阻力 影响送丝的稳定性 因此送丝软管的钢性和长度是设计时要考虑的重要因素 2 1 3送丝机 返回 2 1 4焊枪 接线盒 微动开关接头 枪把 喷咀 接头 导电咀 一线制电缆 微动开关 气体接头 功能 焊枪是直接用于完成焊接工作的工具 作用 作为电极传递焊接电流 经送丝软管和一线制电缆向焊接部位输送焊丝和气体 通过微动开关向焊机发出控制命令 要求 送丝均匀 导电可靠及气体保护良好 结构简单 经久耐用 轻便 柔软 使用性能良好 返回 导电咀 焊接开关 控制线插头 气管接头 送丝管 焊枪两头的拆开视图 返回 C02气体保护电弧焊是使用焊丝来代替焊条 经送丝轮通过送丝软管送到焊枪 经导电咀导电 在CO2气氛中 与母材之间产生电弧 靠电弧热量进行焊接 CO2气体在工作时通过焊枪喷嘴 沿焊丝周围喷射出来 在电弧周围造成局部的气体保护层使溶滴和溶池与空气机械地隔离开来 从而保护焊接过程稳定持续地进行 并获得优质的焊缝 2 2焊机的基本工作原理 返回 丝径转换功能 KR200的CO2焊机能使用不同直径的焊丝 焊接电流相同时 不同的丝径对应不同的送丝速度 当丝径选定后 必须将焊机前面板上的焊丝直径开关置于相应的位置 KR200 0 8 1 0 1 2 焊机前面板 2 3焊机的基本功能 返回 药芯 实芯焊丝选择功能 KR200的CO2焊机能使用药芯和实芯两种焊丝 焊接电流相同时 两种焊丝对应不同的送丝速度 当使用药芯焊丝时 必须将焊机前面板上的焊丝开关置于药芯的位置 现场一般用的是实心焊丝 焊机前面板 返回 手动送丝功能 用于快速 安全地安装 更换焊丝 电源开关闭合 并将焊丝在送丝机上装好 按动送丝机上遥控盒的手动送丝按钮 送丝电机转动 将焊丝输送到焊枪 可通过调整焊接电流旋钮控制送丝速度 此时焊机无空载电压输出 焊丝不带电 焊枪的弯弧不应过小 在开始和焊丝通过焊枪时应降低速度 防止焊丝冲出太多 在手动送丝时应注意将焊枪电缆伸直以减小送丝阻力 按开关按钮送丝时气阀同时打开输出气体 产生了浪费 返回 焊机前面板 气体检查 焊接功能 焊接前调整 设定气体流量用 首先连接好供气系统 打开气瓶阀门 闭合焊机电源开关 将焊机前面板上气体开关置于 检查 位置 此时送丝机上电磁气阀打开 即可通过流量计上的流量调节旋钮设定气体流量 设定完毕或焊接时此开关应置于焊接位置 焊机前面板 返回 显示及过流保护功能 气阀保险 线路板 1A 烧断后气阀不工作 无气体输出 电源保险 烧断后断焊机不能工作 1A 电流表 工作时显示焊接电流或收弧电流 电压表 工作时显示空载电压和焊接电压或收弧电压 异常指示灯 焊机超负荷工作 温度过高时亮 电源指示灯 闭合焊机电源开关后电源指示灯亮 送丝电机保险 8A 烧断后电机不能转动 加热器保险 焊机后面板 8A 烧断后流量计不能加热 返回 反极性特点 电弧稳定 焊接过程平稳 飞溅小 正极性特点 熔深较浅 余高较大 飞溅很大 成形不好 焊丝熔化速度快 约为反极性的1 6倍 只在堆焊时才采用 反极性特点 直流反极性接法 直流正极性接法 CO2焊 MAG焊和脉冲MAG焊一般都采用直流反极性 返回 3 3 2电弧不稳定 电弧不稳定 返回 一 结构 控制部分 螺柱焊机的控制部分的控制箱它具有存储 输出数据的功能 螺柱焊机的所有的参数都是由它来控制的 在它的前方有一个接入口 通过它的外接数据编程器可以对所需要的参数进行设定 以达到所需要的焊接效果 第六章 螺柱焊机 焊枪 送料器 PKE连接器 主机 送料器部分 送料器主要由一个送料电机和一段轨道组成 送料电机首先动作 将料盒里的螺钉翻动 使它落到轨道上 完成自动装料过程 工作部分 工作部分主要有送钉管和焊枪组成 螺钉落到轨道上后由气体推动进入送钉管 再由送钉管进入焊枪下不部 然后由焊枪里的气缸动作将钉子推向焊枪的前端 完成整个送料过程 电路 首先是380v的电压通过