埋弧自動焊工藝與設備

1、埋弧自動焊工藝與設備1、焊接規(guī)范參數(shù)與焊縫成型的關系埋弧焊規(guī)范參數(shù)主要有：電流、電壓、焊速，三者決定著焊接線能量的大小，同時也對焊縫外觀成型起至關重要的作用，是保證焊接質量的首要因素。焊縫的外觀成型主要指：熔深、熔寬、余高等。下面討論焊接規(guī)范與三個指標的關系。（1）焊接電流焊接電流增大時（其他條件不變），焊縫的熔深和余高均增大，熔寬沒多大變化（或略微增大），這主要從三個方面講：a電流增大時，工件上的電弧力和熱輸入均增大，熱源位置下移，熔深增大。熔深與焊接電流近于成正比關系，比例系數(shù)（km）與電弧焊的方法，焊絲直徑，電流種類等有關。b電流增大后，弧柱直徑增大，但是電弧潛入工件的深度增大，電弧斑點

2、移動范圍受到限制，因而熔深近于不變。c電流增大后，焊絲熔化量近于成比例地增多，由于熔寬近于不變，所以余高增大 （2）電弧電壓在其他條件不變，電弧電壓增大時，焊縫熔深略有減小而熔寬增大，余高減小。這是因為:電壓增大，電弧功率加大，工件熱輸入有所增大；同時弧長拉長，斑點移動范圍變大，電弧分布半徑增大，導致電弧集中系數(shù)k減小( )qm(比熱流)減小（ ），因此熔深略有減小，而熔寬增大。此外，熔寬增大，焊絲熔化量卻稍有減小，因此余高減小。（3）焊接速度焊接速度提高時，線能量 減小，熔寬和熔深都減小 ，余高也減小。這是因為單位長度焊縫上的焊絲金屬的熔化量與焊速v成正比，而熔寬近似于與成反比 ，熔化比近于

3、不變。說明：這三個參數(shù)是互相關聯(lián)的，要綜合考慮各方面的影響與要求去確定，才能得到良好的焊縫成型，接頭性能才能滿足要求，生產效率才能得到提高。2、焊縫形狀的測量焊縫的熔寬B和余高a可通過量尺直接測量。熔深的測量需進行破壞性方法來測量。將焊縫橫向截開，可用鋸切加工為宜。用砂輪機磨平截面，再用砂紙磨光。用稀硝酸水溶液（或5%HNO3酒精熔頁）腐蝕出焊縫熔透輪廓。用量尺測出熔深。 3、埋弧焊焊接工藝焊前的準備準備工作包括：工件的加工和焊材的準備工件的加工：主要是厚焊件坡口加工，焊接區(qū)域的清理及焊件的裝配等。a坡口加工：板厚14mm，可以不開坡口=1422時，開“V”型坡口=2250時，可開“X”坡口，

4、對于重要構件，開“U”坡口，以保證根部焊透和無夾渣等缺陷。在“V”“X”型坡口中，坡口角度為5060°坡口可采用刨邊機，氣割機或碳弧氣刨等設備加工，坡口邊緣必須平直。b焊接區(qū)域的清理焊前應對坡口及焊接部位附近一定區(qū)域的表面鐵銹，氧化皮，油污清楚干凈，以保證焊接質量。c工件的裝配焊件裝配要求間隙均勻，高低平整無錯邊。裝配點固焊時要求使用的焊條要與焊件材料性能相符，定位焊縫一般應在第一道焊縫的背面，長度大于30mm。在直焊縫組裝時需要加引弧板和收弧板。焊材的準備根據制定的焊接工藝要求，選取合適的焊絲和焊劑，并參照有關要求對焊劑進行烘干，對焊絲除油繡。埋弧焊工藝及規(guī)范參數(shù)的選擇針對埋弧焊所

5、焊接頭的形式及位置選取恰當?shù)墓に囘^程及規(guī)范參數(shù)。平板對接焊縫可采用單面焊雙面成型或雙面焊接，雙面焊因操作簡單得到廣泛的應用，而單面焊則在一些薄板及小規(guī)范中得到有限的應用，是一種效率高的焊接方法。雙面焊接時，需采取一定措施保證焊接過程的穩(wěn)定（即在第一道時要保證一定的熔深，又要防止熔化金屬的流溢和燒穿）。常用的措施有：焊劑墊，臨時工藝墊板和懸空焊接等。這時的焊接規(guī)范選擇要視采用措施而定。角接焊縫可采用船形焊和斜角焊，規(guī)范參數(shù)選擇也要視焊接形式而定。說明：對于雙面焊時，要注意焊接順序及規(guī)范的合理使用，以提高生產效率，防止工件的變形及焊接質量都很重要。1、埋弧焊機的工作原理及組成埋弧焊的分類埋弧焊按焊

6、絲的移動方式可分為半自動和自動焊兩類。半自動焊由焊工操作焊槍，使電弧相對于工件移動，并保持一定的電弧長度，多采用細焊絲。半自動焊槍上裝有焊劑漏斗，焊絲和焊劑同時向焊接區(qū)輸送。因存在很多不方便，被CO2焊代替，目前很少應用。按照送絲方式，焊絲數(shù)目及焊縫成型條件等，自動埋弧焊可分為如下: 自動埋弧焊分類及應用范圍 分類依據分類名稱應用范圍按送絲方式變速送絲方式粗焊絲低電流密度等速送絲方式細焊絲高電流密度按焊絲數(shù)目或形狀單絲埋弧焊常規(guī)對接，角接筒體縱環(huán)縫雙絲埋弧焊高生產率對接、角接多絲埋弧焊螺旋焊管等超高生產率對接帶極埋弧焊耐磨蝕合金堆焊按焊縫成型雙面埋弧焊常規(guī)對接焊單面焊雙面一次成型高生產率對接焊

7、，難以雙面焊時的對接焊典型的埋弧焊設備用于常規(guī)對接，角接焊的埋弧焊設備由三種，即MZ11000形式根據電弧的自身調節(jié)原理設計成的等速送絲式自動焊機，其控制系統(tǒng)較變速送絲式簡單，可使用交流或直流焊接電源，電源采用平或緩降外特性以滿足要求。MZ1000型采用發(fā)電機電動機系統(tǒng)的電弧電壓調節(jié)變速送絲式焊機，同樣可以使用交直流電源，電源外特性一般采用陡降或緩降外特性。MZ11000型自動埋弧焊機系采用晶閘管控制的電弧電壓調節(jié)式變速送絲時焊機。本實驗采用MZ11000性焊機，故此詳細介紹。 該焊機由兩部分組成，電源、焊接小車部分。（1）、焊接電源：電源配用ZXG1000型弧焊整流器，具有緩降的外特性，在一

8、定的范圍內電流可以均勻調節(jié)，電流調節(jié)范圍為1001000A，其技術數(shù)據如下：電源電壓380V，相數(shù)3，頻率50HZ，輸入容量80KVA，輸入電流123A，空載電壓75V，額定電流1000A，負載持續(xù)率60%。1）、電源結構概述焊接整流器由三相變壓器、飽和電抗器、硅整流器組、輸出電抗器、通風機等組成。三相變壓器為Y/接線的降壓變壓器，通過飽和電抗器屬于部分內反饋式磁放大器，反饋電阻為Rn，這樣可獲得緩降外特性。整流器組是由12只300A300V整流二極管所組成的三相橋式全波整流。輸出電抗器作為濾波元件，在于使電流更加平穩(wěn)。由以上部分組成的主電路如圖所示 技術指標焊接電流2001200A 焊絲直徑

9、36mm送絲速度30120m/h 焊速1570m/h焊接頭橫向位移30mm 垂直位移60mm前后傾斜角45° 左右旋轉90°兩側傾斜角45°焊機的起弧方式有兩種：短路回抽引弧和緩慢送絲引弧。A短路回抽引弧引弧前讓焊絲與工件輕微接觸，按下AN3起焊，則為短路回抽引弧。因焊絲與工件短接，導致電弧電壓為零，采樣電阻R2上電壓也為零，而4J2這時吸合，使電壓調節(jié)電位器W2上的給定電壓送至BG1基極，使BG1導通，BG2截止，5J釋放，5J1-1、5J2-1斷開，5J1-2、5J2-2閉合，1D反轉（焊絲回抽），回抽同時，短路電流燒化短路接觸點，形成高溫金屬蒸汽，隨后建立的

10、電場形成電弧。電弧產生后，R2上的分壓與W2上的給定電壓疊加后加在BG1基射結上，因所加電壓為反電壓（即R2上分壓大于W2給定電壓）。故BG1截止，而BG2導通，5J吸合。電機1D正轉，這樣，就完成了引弧。B、緩送絲引弧當焊絲未與工件接觸時，按下AN3起焊時，為緩送絲引弧。這時，因弧焊電源輸出空載電壓，使弧壓繼電器1J吸合，1J1斷開，4J不吸合（雖然，這是A,B被短接），4J1不閉合，3J不能自鎖，因此，焊接按鈕需要持續(xù)按下。4J2不閉合，使得R2上的分壓需經過R34,D3加到BG1基極上，同樣，因BG1基極受反向電壓而截止，BG2導通，5J吸合，1D正轉。在向BG1基極供電同時，R2上分壓

11、還通過橋Z2（e,f兩端）而加在BG3基射極上，由于R34分壓，加在BG3基極上電壓相應減小，進而使送絲速度減小。這樣，便形成慢送絲。焊絲慢送進直到與工件短接，R2上分壓變?yōu)榱悖?J釋放，1J1閉合，4J吸合，4J2閉合，1D才反轉回抽，形成電弧，完成引弧過程。起弧后，R2兩端分壓與W2給定電壓疊加后送至BG1，使其截止，BG2導通，5J吸合，1D正轉，往下送絲。4J2閉合，同時短接了R34，使加在BG3發(fā)射結電壓增大，送絲速度轉入正常。A、 弧長調整過程如果受某種因素影響，電弧被拉長，弧壓上升，R2上的分壓增大，觸發(fā)脈沖提前，往下送絲速度加快，電弧長度得以恢復平衡狀態(tài)。改變電壓調節(jié)電位器旋鈕的位置，即可在一定范圍內改變電弧電壓。 （4）焊接電流的調節(jié)改變電阻W8大小來調整電源中磁飽和電抗器直流控制繞組中電流，即可調節(jié)焊接電流。（5）緊急停止當焊接過程中出現(xiàn)意外故障時，應按下急停按鈕AN1。這時，3J、4J同時釋放，3J1將弧焊電源斷開，3J2將小車停止。4J1斷開將3J解鎖，4J2斷開，將W2上給定電壓斷開，使BG3發(fā)射結斷開，UJ1單結晶體管停止給脈沖變壓器2B供電，