ZX7焊機原理與維修

1、ZX7系列逆變式直流弧焊機原理、功能及使用方法5. 1逆變器及逆變式弧焊電源將直流電轉(zhuǎn)換成交流電的裝置稱為逆變器。逆變式弧焊電源，又稱弧焊逆變器，是一種新型的焊接電源。這種電源一般是將三相工頻（50Hz）交流網(wǎng)路電壓，先經(jīng)輸入整流器整流和濾波變成直流，再通過大功率開關(guān)電子元件（晶閘管SCR、晶體管GTR、場效應(yīng)管 MOSFET或IGBT）的交替開關(guān)作用，將整流后的直流逆變成幾kHz幾十kHz的中頻交流電壓，并經(jīng)變壓器降至適合于焊接的幾十伏電壓，然后再次整流并經(jīng)電抗濾 波輸出相當(dāng)平穩(wěn)的直流焊接電流。其變換順序可簡單地表示為：工頻交流（經(jīng)整流濾波）一直流（經(jīng)逆變）一中頻交流（降壓、整流、濾波）一直

2、流。如果用符號表示，即為： AC DC AC DC。為什么要采用上述這種方式呢？這是因為如果直接用逆變降壓后的交流電進行焊接，由于其頻率高，則感抗大，導(dǎo)致焊接回路中有功功率大大降低。因此，還需再次進行整流。圖5-1為幾種具有代表性電子類直流弧焊設(shè)備方框圖。圖占-1幾伸具有典申代表性的電子戌渝弧焊設(shè)備方椎圖表5-1為幾種典型直流弧焊設(shè)備的性能比較。ft 5-1幾種典聖的賣旋弧憚設(shè)皆的建繼對比謹(jǐn)ZX£14DDZXG-400jt 盤iffir1400400400400315fiO闘606060IS幡出空載電壓創(chuàng)¥71580AOT0®065人電壓也¥3品)80E

3、M350Z7i74紀(jì)黠09Q.6B0J50.7J0.943703102X«Hi恆"mm$30m5404W440W5iSO240* Mum8901 075952i 000+103405. 2逆變電源的特點弧焊逆變器的基本特點是工作頻率高，由此而帶來很多優(yōu)點。這是因為變壓器，無論是繞組還是二次繞組，其電勢E與電流的頻率f、磁通密度B、鐵心截面積 S及繞組的匝數(shù) N有如下關(guān)系：E=4.44fBSN而繞組的端電壓 U近似等于E，即U E=4.44fBSN當(dāng)U、B確定后，若提高f，則S減小，N減少，因此，變壓器的質(zhì)量和體積就可以大大減少。 這樣，就能使整機的質(zhì)量和體積顯著減小。不僅如

4、此，還因為頻率的提高及其他因素而帶來了許多優(yōu)點，與傳統(tǒng)弧焊電源比較，其主要特點如下。體積小、質(zhì)量輕，節(jié)省材料，移動、攜帶方便。高效節(jié)能，效率可達 80% -90%，比傳統(tǒng)焊機節(jié)電1/3以上。動特性好，引弧容易，電弧穩(wěn)定，焊縫成形美觀，飛濺小。焊接參數(shù)自動調(diào)節(jié)控制方便，很適合作為自動焊接電源?？梢粰C多用。5. 3 ZX7系列晶閘管逆變弧焊整流器工作原理5. 3. 1主電路原理由電路原理圖5 2、圖5 3、圖54、圖5 5可見，三相交流電經(jīng)自動保護開關(guān)QK1后至整流橋VC1整流為脈動直流（R001吸收浪涌電壓，限制充電電流），再經(jīng)C004C007仰濾波成為平滑的直流電壓，經(jīng)逆變振蕩器（由C008C

5、011，TV007，TV008，Tc2，L3、L4組成）逆變?yōu)橹蓄l高壓，由主變壓器 Tc2降壓整流后通過濾波 （VD009、VD010，L1，L2，C017C020 變?yōu)檫m合于焊接的低壓大電流。其中PCB1為過壓保護板，PCB3為阻容保護板，PCB2為主控板，L3和L4起限制晶閘管導(dǎo)通時電流上升率即限制di/dt的作用。控制電路通過控制主電路逆變器中VT3、VT4的開通頻率來控制逆變振蕩頻率，經(jīng)二次側(cè)整流輸岀可調(diào)的焊接電流。5. 3. 2外特性控制借助電子電路和電弧電壓、電流反饋信號的配合，并通過自動運算調(diào)節(jié)電路去控制大功率電子元件VT007、VT008的開通頻率，使焊機的輸岀特性可進行任意的

6、控制，以滿足各種弧焊工藝方 法的需要。ZX7系列焊機為恒流帶外拖特性，并具有限制最大電流和最高空載電壓的功能。動 特性采用對給定信號與反饋電流信號的差值進行PI調(diào)節(jié)運算后，轉(zhuǎn)換為調(diào)頻脈沖，對輸岀電流的變化自動調(diào)節(jié)。5. 3 . 3控制電路（主控板PCB2）工作原理所示，控制電路可由各部分功能分塊來分析，整個控制部分可分為 35主控板PCB2如圖+15Va. 控制電源以下幾部分.限流壓頻轉(zhuǎn)換；f. PI調(diào)節(jié)；e DC； b.給定和氣閥控制； c.反饋 電路；d脈沖形成以及微分驅(qū)動；觸發(fā)選通、觸發(fā)脈沖產(chǎn)生、間隔時間設(shè)定；h保護、限壓保護；gV77N12、 VT81、N13、N14及外圍相關(guān)元件組成

7、.b由VT80 .邏輯和同步電路等。ia由等構(gòu)成；、V74N7、N6d由N8和外圍元件組成；e由等組成；c由N10及相關(guān)元件組成；N等組成；g由單穩(wěn)態(tài)電路、VD6、N9、VD36f由N4、R7R5、V69和相關(guān)元件 VD11、N3及相關(guān)阻容元件構(gòu)成；h由 N2、V68、VS64、V73、C17V72 等組成；i 由 N5、V70、V71、C10C7、C9、R10、C11、R13 VLE15及其他元件組成。VS66、進行比例積分放 給定信號與經(jīng)分流器放大后的電流信號經(jīng)運算放大器求差后，組成的脈沖產(chǎn)生電整形后送入N1N6、V75大，再經(jīng)壓頻轉(zhuǎn)換器成為頻率可控的脈沖，經(jīng)上得到脈沖信號輸入單穩(wěn)產(chǎn)生觸C

8、3路與電壓限制信號、過流保護，選通鎖定信號相與后在經(jīng)微分后驅(qū)動脈沖組成的脈沖形成電路中相與后形成觸發(fā)脈沖，和選通信號在N，發(fā)脈沖，從而控制振蕩頻率。VT007、VT008變壓器去觸發(fā)主電路晶閘管組成的同步切換和選通N2同步電路的實現(xiàn)和保護功能。同步電路主要是通過只晶必須交替開關(guān)，且必須在 1電路來實現(xiàn)的。因主電路是串聯(lián)逆變電路，VT007、VT008并為控制電路只，所以要檢測主晶閘管是否可靠關(guān)斷，閘管關(guān)斷后一段時間才允許觸發(fā)另 1組成的反壓信號檢測電路構(gòu)成的，邏輯判斷組關(guān)斷信號。電路上是由光電耦合器N5提供1等待與其相對應(yīng)的主晶閘管的關(guān)斷個觸發(fā)脈沖輸岀后鎖定脈沖產(chǎn)生和選通電路，電路在第1為高電

9、（2R端輸入給同步邏輯電路經(jīng)脈沖信號，當(dāng)主晶閘管關(guān)斷后，關(guān)斷信號經(jīng)N5N2的只主晶閘管，當(dāng)壓頻轉(zhuǎn)換電路的數(shù)字脈沖輸入單穩(wěn)時，解開鎖定，同時選通切換至另1）平鎖定切換與選通電只主晶閘管的觸發(fā)脈沖，并經(jīng)間隔時間設(shè)定電路產(chǎn)生鎖定脈沖，產(chǎn)生另1路，并等待主晶閘管的觸發(fā)脈沖，當(dāng)晶閘管關(guān)斷后，經(jīng)過邏輯電路解鎖后切換至上次的狀態(tài)。這樣通過輪流切換觸發(fā)脈沖保證了主晶閘管VT007、VT008不會同時導(dǎo)通，并且通過同步電路保證了主電路的振蕩為自然換流振蕩。5. 3. 4主電路工作原理（參照圖5 5）當(dāng)VT007導(dǎo)通時有流過主變壓器正向電流順序：電容C008、C009放電經(jīng)L3、VT007、Tc2 一次繞組、C0

10、08、C009負(fù)極；當(dāng)VT007關(guān)斷，VT008導(dǎo)通時，則有充電電流流過 Tc2，一 次繞組，電流方向與上相反，順序為電容C008、C009從正到負(fù)、Tc2 一次繞組、VT008、L4、電源負(fù)極，構(gòu)成充電回路的電流回路，如圖5 5所示。N|CO453K7 門H *D-1時間41產(chǎn)生1 1£IQICD1VT007、VT00B各導(dǎo)通1次，即將輸入的直流變換為正、負(fù)半波的交流，實現(xiàn)了DC逆變ACPCB2各點波形如圖5-6所示。維修時可用示波器觀察其波形或用萬用表測量 其電壓值以分析故障原因。4 ZX7系列焊機操作使用5.使用時應(yīng)特別注意：后面板上的自動保護空氣開關(guān)起保護作用，焊機的通斷電應(yīng)

11、由用戶配a。電板上的開關(guān)控制。嚴(yán)禁帶負(fù)載板動QK1 手工焊/氬弧焊開關(guān)位置應(yīng)和實際焊接方法相對應(yīng)。 b檔，選擇或調(diào)節(jié)電流時應(yīng)對應(yīng)大小檔開關(guān)位置相應(yīng)2c.電流控制分大小的刻度。.遠(yuǎn)控/近控開關(guān)應(yīng)在相應(yīng)位置。當(dāng)選用遠(yuǎn)控調(diào)節(jié)時應(yīng)置于"遠(yuǎn)控"一d），并接上遠(yuǎn)控盒插頭，對應(yīng)大小檔選擇焊接電流。邊（左邊使用時可根據(jù)焊接規(guī)范選取適當(dāng)值，引弧電流是為改善起弧性能所設(shè)，e氬弧焊時無引弧電流?！睒O；+ 輸出極性應(yīng)正確。 手工焊時一般是工件接 “-”極，焊鉗接“f”極。”極，焊槍接“-氬弧焊時工件接“ + 氬弧焊時應(yīng)連接好氣管、焊槍控制接頭，并調(diào)節(jié)好 氬氣流量，選好焊接電gZX7-ST焊機采用接

12、觸起弧方式。流，工件連接固定良好以后可進行焊接。8所示。7和圖55ZX7400逆變弧焊整流器輸岀特性如圖一ZX7系列逆變式直流弧焊機的功能和常見故障及檢查維修5焊機的功能及使用方法 5 . 焊機3 15S/400S 5. 5 . 1 ZX75 -9）篤込Q1込1込00bbbb見圖前面板（5. 1 . 1 5T .' L, !二 * 將開關(guān)置于氬手工弧焊/氬弧焊選擇開關(guān)。將開關(guān)置于手工弧焊處可進行手工焊;a.弧焊處可進行氬弧焊。b. 電流表。指示輸出直流電流值。C 電壓表。指示輸出直流電壓值。d.起弧電流調(diào)節(jié)旋鈕。為改善焊機的起弧性能，本焊機設(shè)有“熱起動”功能，即在起弧時再疊加1個起弧電

13、流，其強弱可根據(jù)實際情況由旋鈕4調(diào)節(jié)。e.指示燈。指示焊機電源是否接通，接通時燈亮。f 遙控（遠(yuǎn)距離控制）插座。將遙控盒電纜插頭接入此插座后，即可進行遠(yuǎn)距離操作2 本機控制/遙控選擇開關(guān)。需要遙控時，將遙控盒接入遙控插座，并將此開關(guān) 置于“遙控”一邊（左邊），即可由遙控盒上的旋鈕來調(diào)節(jié)輸出電流大小，需要本機控制時，將此 開關(guān)置于旋鈕9這邊（右邊），電流值則由機上旋鈕 9調(diào)節(jié)。h.電流分檔開關(guān)。此開關(guān)有 2檔，用于選擇電流調(diào)節(jié)范圍。 電流分檔開關(guān)只能在空載時使用，禁止帶負(fù)載切換。i 輸岀電流調(diào)節(jié)旋鈕。使用時應(yīng)注意刻度讀數(shù)要與分檔開關(guān)所置檔數(shù)對應(yīng)。j 輸岀電纜插座。接插時先將插頭上的小凸臺與插座上

14、的缺口對準(zhǔn)，插入后順時針用力旋轉(zhuǎn)，直到轉(zhuǎn)不動為止，接觸不良會產(chǎn)生高熱燒壞插頭座。進行焊條焊時，若使用直流焊條，則將焊鉗接入“ +”插座，工件接“-”插座；進行氬弧焊時，將焊槍接“-”插座，工件接“ + ”插座。a.電源電纜。三相 4芯電纜，注意接地良好，確保安全。b.自動空氣開關(guān)。裝在三相電源進線處，正常情況下，開關(guān)應(yīng)處于“合”的狀態(tài)只要接通電源，即可施焊。岀現(xiàn)異?；虺d使用時，此開關(guān)自動跳開，斷電，起保護作用。注意：焊機電源的通、斷應(yīng)由用戶配電板（柜）上的開關(guān)控制，嚴(yán)禁帶負(fù)載時人為扳動此開關(guān)，以免開關(guān)觸頭燒損，影響開關(guān)性能和壽命。e.銘牌。按照國內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)示有產(chǎn)品的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)和使用特

15、性，用戶應(yīng)在接通電源和使用操作前，仔細(xì)閱讀銘牌各項內(nèi)容。5. 5. 1 . 3遙控盒（見圖511）遙控盒是專為遠(yuǎn)距離調(diào)節(jié)焊接電流大小所設(shè)計的操作裝置。使用時注意刻度讀數(shù)要與電流分檔開關(guān)所a.遙控輸岀電流調(diào)節(jié)旋鈕。置檔數(shù)對應(yīng)。遙控盒體。整體為金屬結(jié)構(gòu)，使用時避免嚴(yán)重擠壓、摔碰造成的損b.壞及控制失靈。遙控電纜。拉長線時注意不要被其他物體掛斷。c.遙控插頭。將此插頭插入前面板上的遙控插座中，將螺帽旋緊，并d.7扳向左邊，幾棵進行遙控操作。將開關(guān)焊機.2 ZX7-315ST/400ST5. 55-12）（見圖2 . 1前面板5.相同，詳見11111的功能及使用方法與圖5-9中a.圖5-12中1。.1

16、. 5. 15氬弧焊控制插座。進行氬弧焊時，將與氬弧焊開關(guān)相連的插頭插入b.此插座，即可用焊槍上的開關(guān)控制電流及氣閥的通斷。焊接槍為氬氣接口。此兩端為氬弧焊時 連接氬氣管用。 12c.12、 1313 接氣瓶。上進氣管，否則氣閥工作不接氣管時注意進氣、出氣方向一定要接正確， 注意： 正常。 所述相同。 12 后面板。與 5555223所述相同。515523 遙控盒。與 53 操作使用說明 5 5設(shè)備安裝 31 55本機為便攜式設(shè)備，并可配小推車隨操作者頻繁移動，不需要固定安裝， ，用戶應(yīng)有相應(yīng)的配電板，并， 50/60Hz 但應(yīng)放置在干燥通風(fēng)處。本機電源為三相 380V 應(yīng)安裝 自動空氣開關(guān)或

17、鐵殼開關(guān)，地線要連接牢固。與配電板上的插座）后面板上焊機電源既可接上三相插頭 （4 芯，須有接地配合使用，也可直接皆在配電板上的鐵殼開關(guān)上，由鐵殼開關(guān)控制焊機的通斷。無論是配接插 頭、插座還是接入鐵殼開關(guān)，都應(yīng)保證接線正確、牢 注意：靠，特別注意接地線；后面板空氣開關(guān)是在出現(xiàn)異常情況時自動跳開， 起保護作用的， 通常處于 閉合狀態(tài) （開關(guān)扳至朝上 ），焊機電源的通斷應(yīng)由用戶配電板（柜） 上的開關(guān)控制。 嚴(yán)禁帶負(fù)載扳動，以免拉弧而燒壞觸頭。5 5 3 2 手工焊條電弧焊ZX7 系列晶閘管逆變弧焊整流器均可進行手工焊條電弧焊，無論是ZX7 315S400S焊機，還是 ZX7 315ST, 400S

18、T焊機，操作步驟相同。a. 停電檢查。不接電源，對焊機進行全面外觀檢查。所有開關(guān)、旋鈕功能正 常。前面板（見圖 5-9、圖 5-12）開關(guān) 1扳至手工弧焊位置；開關(guān) 7扳到右邊旋鈕 9處， 即采用本機電流調(diào)節(jié)，若需要遠(yuǎn)距離控制則將開關(guān) 7 扳到左邊指向遙控插座 6；旋鈕 4 調(diào)節(jié)起弧 電流大小；注意開關(guān) 8 與旋鈕 9 的相應(yīng)關(guān)系及旋鈕 9按所需焊接規(guī)范確定。后面板 （見圖 5-10）電源線 1 與用戶配電板正常配合使用； 空氣開關(guān) 2 扳至閉合 狀態(tài)（朝上 ）。輸出端連接正確。前面板下部的輸出端標(biāo)有+、 -號，表示輸出極性的正、負(fù)，應(yīng)按需要正確接入焊把及工件。b. 通電空載檢查。停電檢查正常

19、后，方可進行此項檢查。 焊機二次側(cè)不接任何負(fù)載，呈空載狀態(tài)，由用戶配電板合閘供電，焊機風(fēng)機轉(zhuǎn)動，面板電源指示燈亮，電壓表讀數(shù) 70-80V ，并有輕微的“噠、噠”聲，此時焊機空載正常。g.焊接。空載正常后，即可施焊。按所用焊條及正常焊接工藝規(guī)范施焊，應(yīng) 得到良好焊縫。注意：焊條、規(guī)范、輸出極性、起動電流選擇是否正確、適當(dāng)。 焊接過程中除風(fēng)機噪聲外，焊機產(chǎn)生一種輕輕的連續(xù)響聲，屬正?，F(xiàn)象。5. 5. 3. 3 鎢極氬弧焊ZX7 315ST/400ST 焊機是手工焊條電弧焊手工氬弧焊兩用焊機，氬弧焊時操作步驟如下。a.停電檢查。不接電源，對焊機進行全面外觀檢查。所有開關(guān)、旋鈕功能正 常。前面板 （

20、見圖 5-12）開關(guān) 1 扳至氬弧焊位置， 旋鈕 4 不起作用。 其他參見 5. 5. 3. 2 后面板（見圖5 10）與5. 5 . 3. 2中a所述相同。焊槍及氣路連接：焊槍。焊槍接輸出端的“-”極，焊槍控制插頭接入圖5-12中的氬弧焊控制插座11,工件接在輸出端的“ +”極。氣路。圖5-12中的13接氣瓶，12接焊槍上的進氣管。不得接錯。b通電空載檢查。與5. 5 . 3. 2中b所述相同，只是空載電壓值為30V左右，詳見5. 5. 3 . 2。空載電壓正常后，打開氣瓶，按動焊槍上開關(guān)，檢查氣路是否暢通。g.焊接。按動焊槍上的開關(guān)，氣閥動作、氣路導(dǎo)通，起弧采用接觸劃擦方式， 輕輕劃動即可

21、。注意：電源規(guī)范、氣壓值、鎢極大小選擇正確與否。本電源氬弧焊時不可自行外配高頻起弧裝置，否則易造成事故。停止焊接時，仍須按一下焊槍上的開關(guān)，電流衰減到零，之后氣路斷開。5. 5. 3. 4焊機串、并聯(lián)使用說明ZX7系列焊機為積木式電源，可直接多臺并聯(lián)（大電流）供埋弧焊、電弧氣刨、電弧螺柱焊使用，也可多臺串聯(lián) （高工作電壓）作為切割電源，焊機的串、并聯(lián)機如圖5-13所示。2 J 45 t 7 E串、并聯(lián)時注意極性一定要接對，接錯時，焊機無法正常工作。并聯(lián)時，輸岀電流為各電源輸岀電流之和。例如：兩機并聯(lián)時，電源甲前面板上的開關(guān)8置于115400A檔，旋鈕9調(diào)至340A，電源乙的開關(guān) 8置于4014

22、0A檔，旋鈕9調(diào)至80A，則輸岀電流為 340A+80A=420A，若兩機都調(diào)至 400A，則輸岀電流為 800A。串聯(lián)時，各臺電源的輸岀電流應(yīng)調(diào)到一樣大，輸岀電壓為各電源輸岀電壓之和。5. 6焊機的維修保養(yǎng)焊機的基本維護保養(yǎng)與 ZX5系列類似。焊機的檢修應(yīng)由專業(yè)維修人員負(fù)責(zé)，當(dāng)用 戶遇到不能排除的故障或不具備維修能力的單位在焊機岀現(xiàn)故障時，應(yīng)及時與生產(chǎn)廠家聯(lián)系。應(yīng)注意的是：機內(nèi)最高電壓達600V，為確保安全，嚴(yán)禁隨意打開機殼，維修時應(yīng)做好防止電擊等安全防護工作。5. 7檢查維修ZX7 400S/ ST型焊機的維修一般可按以下步驟進行。5. 7. 1步驟1a.關(guān)斷總電源，檢查輸入電纜是否正確可

23、靠，焊機地線是否可靠，焊機輸岀電纜線是否正確，接觸是否良好。b.用萬表測量二次側(cè)輸岀端正反向電阻（正常情況下正向電阻約3k Q,反向電阻 幾十歐），以判斷二次側(cè)元器件有無損壞；如要準(zhǔn)確判斷二次側(cè)元件好壞，應(yīng)拆開側(cè)板、底板對 元器件直接測量。e.檢查主電路一次側(cè)元器件有無損壞，主要檢查晶閘管VT007、VT008、C008 /C011、R028、PCB1（VT003、VT006、VD001、VDOoO 等）、R001、橋堆 VC1、限流電阻 R002 等有無損壞。5. 7. 2步驟2a. 脫開PCB2（主控板）上觸發(fā)脈沖接口 M、N、G3、K3。b. 檢查供電電源是否在340420V范圍內(nèi)，有無

24、缺相。C.合上自動保護開關(guān) QK，再接通焊機供電開關(guān)，通電檢查PCB2，主電路電壓是否正常。d. 檢查EV轉(zhuǎn)動是否正常，風(fēng)向是否正確，指示燈 HL。是否正常。e. 檢查PCB2（主控板）上各點電壓、波形是否正常。5. 7-3步驟3當(dāng)PCB2工作正常后，可接上觸發(fā)脈沖， 然后再通電檢查輸岀空載電壓是否正 常，主電路空載正常后可進行負(fù)載焊接，整定電流刻度。主控制板PCB2的各點正常波形如圖 5-6所示，維修時可按以下步驟檢查：a. 首先檢查+15V電壓是否正常；b. 檢查C上放電波形是否正常；（負(fù)載時可測量其是否連續(xù)可調(diào)）c. C3上調(diào)頻脈沖是否正常，若不正常查相關(guān)的脈沖信號；d. 同步電路 C1

25、7充放電波形是否正常，若不正常檢查相關(guān)電路；e. 同步觸發(fā)選通 R7， R5是否正常；f 觸發(fā)脈沖是否正常；g.同步電路觸發(fā)脈沖正常后可接上觸發(fā)插頭，通電進行空載檢查，空載正常 后可帶負(fù)載。5. 8常見故障常見故障及原因見表 5 2。維修實例5. 9國產(chǎn)晶閘管式逆變焊機在設(shè)計和技術(shù)上比較從目前焊機的使用情況來看，但由于制造上的原因，不同廠家生產(chǎn)的焊機，其質(zhì)量差異卻很大?，F(xiàn)以對某廠生成熟，型逆變焊機維修情況舉例說明。產(chǎn)的ZX7 -4003） 5 52、圖5. 9. 1故障現(xiàn)象及修理步驟 （可參看圖使用過程中，機上空氣開關(guān)跳閘，機內(nèi)向外冒煙。繼續(xù)對主電路作全發(fā)現(xiàn)輸岀濾波電容有不同程度的損壞。開機檢查，1檢查，發(fā)現(xiàn)有只快速晶閘管被擊