第四章 埋弧焊设备.ppt

1、第四章 埋弧焊设备,埋弧自动焊的特点,手工电弧焊与埋弧自动焊焊接电流、电流密度的比较,（1）生产率高 焊接效率比手工电弧焊510倍。 （2）焊缝质量好 焊剂熔化所形成的熔渣对电弧空间和 金属熔池的保护效果好。焊缝成形好，表 面光滑。 （3）劳动条件好 减轻了焊工的劳动强度外，还消除了 弧光辐射，烟雾对焊工的有害影响。,1. 建立焊接电弧，并向电弧供给电能。 2. 不断地向焊接区送进焊丝。 3. 使电弧沿焊缝移动。 4. 不断地向焊接区铺设焊剂。 5. 控制焊机的引弧、焊接、熄弧停机的操作过程。,一、埋弧焊机的主要功能,二、埋弧自动焊机分类,1.按用途分： 通用焊机各种结构的对接、角接、环 接和

2、纵缝等焊接。 专用焊机特定的结构或焊缝的焊接。 2.按送丝方式分： 等速送丝式适用于细丝或高电流密度 的焊接。 变速送丝式适用于粗丝或低电流密度 的焊接。,3.按行走机构分：,小车式适用于各种平板、对接、角接及 内外环缝焊接。 门架式适用于大型结构的平板对接、角 接焊缝焊接。 悬挂式适用于大型工字梁、化工容器、 锅炉等圆筒型结构的纵缝和环缝 焊接。 4.按焊丝数目分： 单丝、双丝和多丝焊机。,小车式,小车式,门架式,悬臂式,悬臂式,悬臂式,带焊缝跟踪系统的埋弧焊机,三、埋弧自动焊设备的组成,电源部分 如：BX21000 、 ZX51000 机械部分 如：MZT1000型自动小车 控制部分 如：

3、MZP1000型控制箱,1.电源部分,1）交流电源： BX21000 型 一般碳钢或低合金结构钢配用“焊剂430”、 “焊剂431”。 焊丝熔敷效率和熔深介于直流正接与反接 之间，而且电弧的磁偏吹最小，因而在大电流 焊接和采用直流时磁偏吹严重的场合，一般要 求用交流电源。 交流电源的空载电压在65伏以上。,2）直流电源：,ZX51000型 ZDG1000型 ZXG1000型 低硅低锰焊剂，如“焊剂172”含有大量的氟化物。 小电流、快速引弧、短焊缝、高速焊接、焊剂 的稳弧性差、焊接参数稳定性要求较高的场合，选 用直流电源。 直流正接时焊丝的熔敷效率高；反接时焊缝熔 深大。 为了保证熔深，应选取

4、直流反极性。 电源外特性为下降特性或平特性。 负载持续率为100%。,2.机械部分 由送丝机头、控制盒、焊丝盘、焊剂斗、小车行走机构等部件组成。,1）送丝机头,由送丝传动系统（电动机、变速器）、送丝滚轮和娇直滚轮等组成。,MZT1000型焊车机头的送丝机构,2）导电嘴,3）机头调节机构,4）行走小车,3. 控制部分,控制系统：送丝拖动控制、行走拖动控制、引弧和熄弧的 自动控制（专用焊机还包括横臂升降、收缩、 主柱旋转、焊剂回收）等。,四、埋弧焊机的自动调节原理,1.埋弧焊机自动调节的必要性和方法 1）必要性 在焊接过程中，因外界因素的干扰会使焊接工艺参数偏离预定值，导致焊接过程不稳定。外界干扰

5、主要有弧长波动、网压波动。,（1）弧长波动 原因： 工件不平整、装配不良、 定位焊点、送丝速度不均匀 等。 引起电弧静特性的移动 （变化），从而影响焊接工 艺参数。,当埋弧焊过程受到干扰时，操作者往往来 不及或不可能采取调整措施。因此，埋弧焊机 除了应具有各种动作功能外，还应具有自动调 节的能力，以消除或减弱外界干扰的影响，保 证焊接质量的稳定。,（2）网压波动 原因： 供电网路的突变，引起 焊接电源的外特性变化。,2）埋弧焊自动调节方法,为了保证电弧的长度，应要求 焊丝的送进速度=焊丝的熔化速度。 方法： 自动调节焊丝的熔化速度，这就利用电弧自身调节系统，采用等速送丝方式。 自动调节焊丝的送

6、进速度，这就利用电弧电压反馈系统，采用变速送丝方式。,2.熔化极电弧的自身调节系统,调节系统的静特性曲线（等熔化速度曲线） 焊丝的熔化速度、焊接电流、电弧电压之间关系曲线。,电弧在这一曲线上任何一点工作时，焊丝熔化 速度就等于焊丝送进速度，焊接过程稳定。,1）弧长波动时,稳定工作点QO ： 电弧静特性曲线Lo、电源外特性曲线MN、电弧自身调节 曲线C的交点。电弧以该点对应的焊接参数燃烧时焊丝的熔 化速度等于焊丝的送进速度，焊接过程稳定。,电弧的自身调节作用： 基于等速送丝时，弧长的变化导致焊接电流的变化，进而 导致焊丝的熔化速度变化使弧长得以恢复，保证焊接过程稳定。,由于外界的干扰，弧长发生变

7、化时，相 应的焊接电流发生变 化，因而焊丝的熔化 速度也发生变化。,2）网压波动时,Q1、Q2点都是稳定工作点。因此，电弧自身调节系统 不能消除网压波动对焊接参数的影响。,缓降或平外特性电源在电网电压波动时，引起的弧长变化小，可以减小网压波动对焊接参数的影响。 缓降或平外特性电源在弧长发生波动时，引起的电流变化大，导致焊丝熔化速度变化快，因而可提高电弧自身调节速度。 采用电弧自身调节系统的埋弧焊机应配用缓降或平外特性电源。,3.电弧电压反馈自动调节系统,是利用电弧电压反馈来控制送丝速度的。 调节系统的静特性曲线,曲线A上每一点都 是稳定工作点，即电 弧以曲线上任一点对 应的焊接参数燃烧时， 焊

8、丝的熔化速度等于 焊丝的送进速度，焊 接过程稳定。,1）弧长波动时,当O0工作点O2点时UO2UO0送丝速度弧长 O0工作点。,同时电弧自身 调节也对弧长的恢 复起了辅助作用。,主要通过电弧电压的变化而改变焊丝的 送进速度，从而使弧长得以恢复的。,2）网压波动时,O0、O2点都是稳定工作点。,为了防止因网压波动引起的焊接电流波动 过大，应配用陡降或恒流外特性电源。,（1）发电机电动机电弧电压反馈自动调节器,只有1时，发电机的电动势使电动机M向退丝方向转动： 只有2时，发电机的电动势使电动机M向送丝方向转动： 1 与2合成磁通的方向和大小决定焊丝的送丝方向和速度。,f=K（ Ua Ug）,发电机

9、G的他励励磁线圈L1、L2 给定电压UgL1产生磁通1 电弧电压的反馈信号Ua L2产生磁通2 1 与2方向相反,（2）晶闸管电弧电压反馈自动调节器,利用晶闸管控制电动机M的电枢电压，从而改变 焊丝的送丝速度。,f=K（ Ua Ug）,MZ1000埋弧焊机配用的焊车MZT1000型,组成：送丝机构、行走机构、机头调整机构、控制 盒、导电嘴、焊丝盘、焊剂斗等组成。,五、典型埋弧焊机介绍,典型的埋弧焊机电路原理图1,组成：焊接电源控制电路、送丝拖动电路、焊车拖动电路、操作控制 电路等组成。,典型的埋弧焊机电路原理图2,典型的埋弧焊机电路原理图3,1. 预热焊丝埋弧焊,焊丝的熔敷率高，可提高埋弧焊生

10、产率。,六、 埋弧焊的其他方法,2. 多丝埋弧焊,特点：焊接速度快、耗能少、填充金属少、能保证焊缝 成形和良好的焊接质量，可提高焊接生产率。,可以合用一个电源，也可以用两个电源。 可以采用不同的电流种类和极性。,1）纵列式: 焊缝深而窄 ；前列电弧可以用足够的电流以保证熔深； 后列电弧则采用较小电流和较高电压，改善焊缝成形。 当焊丝间距35mm时，合并形成一个单熔池； 当焊丝间距100mm时、形成双熔池。,2）横列式：焊缝浅而宽。 3）直列式：焊缝熔合比小。,应用： 厚壁钢管、H形钢梁、厚壁压力容器的生产中， 最多焊丝可达812根，焊接速度120M/h。,3. 带极埋弧焊,用矩形截面的钢带取代

11、圆形截面的焊丝作电极。 不仅提高填充金属的熔化量，还提高焊接生产率。,应用： 用于耐磨、耐蚀表面层的堆焊。,特点： 1.使用的电流大使热量分散，焊缝的成形系数得以提高， 焊缝产生裂纹的可能性较小。 2.熔敷金属量大，效率高由于电极宽，熔敷面积大； 由于焊接电流大，电极熔化快。 3.易控制焊道成形可通过改变电极偏转角度，就可以控 制焊道的形状和熔深。,4. 窄间隙埋弧焊,窄间隙埋弧焊是一种高效、省时、节能的焊接方法。,特点： 坡口形状为简单的I型，大大减小坡口加工量； 由于坡口面积小，焊接时可以减小焊缝的线能量和 熔敷金属量。 节省焊接材料和电能，并且易实现自动控制。,窄间隙埋弧焊一般为单丝焊。 间隙的大小取决于所焊件的厚度。如： 焊件厚度为5