现代焊接技师培训31.pdf

J -2 0 0 9 年第2 期 总第7 4 期5 8现代焊接（续上期）1 9 8电弧螺柱焊对螺柱尺寸有何要求？电弧螺柱焊对螺柱尺寸要求如下：1 9 8 . 1 螺柱长度必须大于2 0 m m 才能施焊螺柱长度应由夹持长度、瓷环高度及焊接留量三部分组成焊接时套入螺柱的瓷环一般在1 0 m m 左右，焊接留量在3 ~ 5 m m ，其余是夹持长度5 ~ 6m m 所谓焊接留量是指焊接熔化、插入熔池及加压时塑性变形共同缩短的量在设计螺柱长度时，必须考虑预留这段长度，所以叫焊接留量1 9 8 . 2 螺柱直径一般得大于6 m m ，小于3 5 m m ，否则焊接难度增大甚至难以采用电弧螺柱焊接方法1 9 8 . 3 螺柱端部应该加工成锥形，锥The training of modern welding technicians(No.31)现代焊接( 三十一)技师培训度按专业标准规定（G B /T 9 0 2 .1 ~ 3 - 1 9 8 9 ）,允许偏差较大加工成锥形是为了便于短路引弧，短路通电时电流线集中,提升引弧时热电离及热发射在电弧发生过程中起更大的作用有时在锥端镶嵌或涂敷铝的氧化物作为引弧剂，当焊接电流强度选得较大时可以不用引弧剂。

1 9 8 . 4 在一些采用非标准螺柱的条件下，如高速公路护栏或建筑钢筋预埋件等生产现场，不可能将钢筋端部进行锥形加工，所以对于既无引弧剂又无引弧凸尖（或锥度）的平头大直径螺柱（φ1 6 ~ φ3 0 m m 的钢筋），获得电弧螺柱焊优质接头的条件是焊接电源要有高压引弧电路以及严格的焊接规范调整，即高电流密度、较长的焊接时间和较大的提升高度编者按：虽然风云变幻的2 0 0 8 年已成为昨日的风景，但由美国次贷危机引发的国际金融危机对实体经济的影响却进一步加深中小企业在市场调整、产品销售受阻等诸多问题面前疲于奔命，成本压力和销 售滞后“如鲠在喉”寒冬”之下，一些企业纷纷减产、裁员甚至关闭；一些企业却加强内部培训,强练“内功”，在这个冬天积聚突破的能量其实，优秀的企业都在培养人才，留住人才，储备人才，以确保工作的持续和后续性而本栏目长期推出的“现代焊接技师培训”内容，正是用丰富、全面的实际焊接经验为奋战在生产第一线的焊接工作者提供一个良好的学习机会，最终为企业培养出杰出的焊接人才伴随着新年的喜庆气息，我们已步入崭新的2 0 0 9 年相信，企业只要做好人才储备等准备工作，必能抵御住“严寒”，开启新的希望。

人 才 培 训 推出实用技术培养实用人才T a l e n t sT r a i n i n g1 9 9电弧螺柱焊对电源有什么要求？电弧螺柱焊电源和焊条电弧焊机一样，为了得到稳定的电弧过程，要求电源为直流下降特性并具有良好的动特性虽然负载持续率仅为1 0 % （焊条电弧焊为6 0 %），但电源容量却比焊条电弧焊大得多，因为常用螺柱直径（6 ~ 3 0 m m ）比焊条粗得多，而且所选电流密度大，所以要求有较高的空载电压焊条电弧焊焊接电流按焊条直径的3 0 ~ 5 0 倍来选择，而电弧螺柱焊却要按螺柱直径的5 0 ~ 1 0 0 倍来确定，所以电弧螺柱焊机电源输出电流动辄几千安培只有小直径螺柱焊时才可以采用适用于焊条电弧焊的电源或者多台并联，一般均采用专用设备对于φ1 2 m m 以下螺柱的焊接电源MODERN WELDING TECHNOLOGY现代焊接 2 0 0 9 年第2 期 总第7 4 期J -5 9人才培训Talents Training（2 0 k V A 左右）主电路一般采用图1 5 5 a所示的方式对于可以焊接φ2 4 m m 左右的螺柱焊接电源（4 5 k V A ）主电路采用图1 5 5 b 双反星形接法比较合适。

双反星形接法可以减轻单管晶闸管承受的载荷，且波纹系数较小两者相同之处在于：①作为弧焊电源，靠三相整流器的漏感及输出电压及电流信号对晶闸管导通角的反馈作用，获得下降外特性②输出回路都有一个直流电抗器用来改善电源的动特性，同时也有滤波作用③都有一个引弧电路并联在焊接回路引弧电路只能提供1 0 ~ 5 0 A 的小电流，目的是在短路引弧时，短路电流是小电流而不是动辄上千安培的大焊接电流对于图1 5 5 a的三相桥式整流器，因为有直流电感的存在，所以必须在整流桥直流输出端并接续流二极管，旨在轮流导通的晶闸管在应该关断的时刻可靠地关断；对于图1 5 5 b 的双反星形接法就在于不必要有这个续流二极管了，因为所有的晶闸管不存在轮流导通和关断问题如果这个大电流作为短路电流，会使短路的螺柱产生电阻焊的效果粘到工件上而提升不动提升时引弧电路提供的小电流首先产生电弧，同时引发焊接（大电流）电弧，大电弧是在已经电离化了的空间产生，焊接电弧的引燃可靠性有了保证引弧电路的存在是大功率电弧螺柱焊机的特点这一点和等离子焊机的小电弧引发大电弧情况一样，也和D . C . —T I G 焊机的高压引弧的情况差不多常用引弧电路有以下两种形式：①主变压器T 1 缠绕一个独立线圈构成T 2 （或设置一个独立单相变压器T 2 ）经整流滤波（V C 2 - L 2 ）后，再经过一个开关（继电器或接触器接头）并联搭接在焊接回路（如图1 5 6 a 所示）。

或从整流变压器二次绕组并接出一路整流器，经整流滤波后并联搭接在焊接回路（如图1 5 6 b 所示）引弧电路的空载电压一般要高于或等于焊接主电路的空载电压，一般在1 0 0 V 左右主电路空载电压仍然按一般弧焊电源4 5 ~ 7 0 V 来设计，也可以按1 0 0 V 左右来设计电弧螺柱焊机在使用过程中没有空载过程，这一点和焊条电弧焊机是不一样的，因此，电弧螺柱焊机面板上的电压表无法显示空载电压两种引弧电路孰好孰坏没有多大区别引弧电路降压电阻R 是为了获得下降伏安特性一般选用（2 ~ 5 Ω）/1 5 0 W就可以，用电阻系数几乎为0 的锰白铜丝制作会有较高的输出电流的稳定性控制系统由四部分组成：提供晶闸管同步电压脉冲信号，调节晶闸管的导通角驱动电路由三相同步变压器及控制电源组成（如图1 5 7 所示的①）从输出回路中取出电压信号及电流信号（由分流器取出）与给定信号比较后作为输入信号进入触发电路，因而获得焊接电源的下降特性及调节输出功率实际是给焊枪中的电磁铁线圈提供一个7 0 ~ 8 0 V 的直流电源接通时，铁心线圈的电磁力将衔铁吸引上升，螺柱因而被提升，引燃电弧由多个延时电路与继电器组成，控制以上三个电路及引弧电路工作的顺序与延时。

当然也可以采用单片机进行控制时序电路能使焊机输出得到图1 5 8 的时序与参数时序控制最忌讳发生以下两种情况：1 ）焊接电流已经截止，焊枪线圈提升电压U 还未归为0 ，结果是螺柱2 0 0电弧螺柱焊控制系统由哪些组成？2 0 0 . 1 驱动电路2 0 0 . 2 反馈及给定电路2 0 0 . 3 焊枪提升电路2 0 0 . 4 时序控制电路g（b ）可带平等衡电抗器的双星形控整流器式图1 5 5 两种电弧螺柱焊机主电路原理图图1 5 6 两种引弧电路原理MODERN WELDING TECHNOLOGY人才培训TalentsTrainingJ -2 0 0 9 年第2 期 总第7 4 期6 0现代焊接（钢筋）尚未插入熔池就已经断电，会发生接头强度下降，受力发生脆性断裂2 ）螺柱（钢筋）已经插入熔池,电弧熄灭后焊接电流（此时是短路电流）延续时间太长，熔化金属量太多,因而冷却慢，从而形成蜂窝状气孔，同时也烧导电嘴由于电弧螺柱焊有较大的焊接电流（为螺柱直径的1 0 0 倍左右，焊条电弧焊的焊接电流仅为焊条直径的5 0倍左右），所以简单的时序控制也可以满足焊接要求，即使没有T 1 及T 2 延时，靠两只继电器触点联动的先后延时也可以基本满足应用。

但螺柱端部必须严格加工成锥形或引弧凸尖，并涂覆或镶嵌引弧剂（铝的氧化物），否则接头质量分散性比较大焊枪是焊接设备中执行机构，焊枪有手提式与固定式手提式较为普遍与方便，固定式是为了特定产品专门设计的且固定在支架上，在一定工位上完成螺柱焊接的两种焊枪工作原理相同焊枪机械部分由夹持机构、提升机构及弹簧加压机构三部分组成如果采用氩气保护，还应有气体喷嘴及气路电器部分由焊接开关、电磁铁及焊接电缆组成焊枪可调的参数是螺柱提升高度图1 5 4 中的螺柱位移就是根据螺柱直径大小来设置的，一般在5 m m 以下调整焊枪参数调整的要点是：2 0 1 电弧螺柱焊枪的组成如何？参数调节要点是什么？如何保证接头质量？（见上期）t / m s1 ）提升高度可以在1 ~ 5 m m 之间自由整定2 ）对螺柱长度公差应能在1 ~ 5 m m之间包容3 ）落钉时间应在1 0 m s 左右，不得大于2 0 m s （调整弹簧压力及减少机械摩擦力），否则会产生有电顶锻时间过短而降低接头质量图1 5 9 是一种典型的手提式焊枪结构图其特点是被夹持的螺柱轴线与焊枪轴线（或焊枪施压力线）在同一条直线上优点是结构简单，缺点是螺柱长度超过2 0 0 m m 后，上述的同心度就难以保证了。

结果出现螺柱与工件表面不垂直，容易产生接头咬边的缺陷螺柱轴线与焊枪轴线不重叠（但平行）的焊枪结构应当是比较理想，其导电部分（螺柱夹头）可以做成两瓣分离式，尤其如埋弧焊的导电夹，电接触效果可靠，不会烧导电嘴（螺柱夹头），且焊接效果不受螺柱长度的限制，螺柱导电长度恒定，因此这种结构的焊枪更适合大直径长螺柱的植焊作业，特别是适合作为流水线生产的T 型接头部件的螺柱连接使用的场合其实，固定式焊枪就是一台专用螺柱焊接平台焊枪是连接设备的终端，焊接电源及控制系统不管如何合理先进，都要通过焊枪这个连接终端才能输导出来，实现理想焊接而且保证接头质量的几个重要的机械参数都是焊枪来提供的这一般在用户使用说明书中并不提及在焊枪中（或在焊接专机中），保证接头质量的几个要素是：1 ）螺柱（或钢筋）与工件必须垂直，特别是平头螺钉（或钢筋）的植MODERN WELDING TECHNOLOGY变形垫块，保证箱型梁的端部弯曲值为1 5 m m ，然后对其采取刚性固定（如图3 所示），在这种状态下进行施焊，焊接后待工件冷却至室温再拆除刚性固定，通过工件焊接变形与反变形的相互作用，使焊接变形能够被反变形质量判定合格 合格焊接变形扭曲变形 弯曲变形前6 件（m m ）后6 件（m m ）允许值（m m ） 51 0483615241513131323131212附表箱型梁前后六件焊接变形数据统计表在一定程度上加以抵消，达到控制工件弯曲变形的目的。

采取以上控制措施，在箱型梁批量生产后，通过对前后各6 件箱型梁焊3 变形控制结果的统计与分析接变形的具体数据进行统计，得出如附表所列结果从附表中可以看出，箱型梁在焊接后的变形量均能控制在公差的允许值之内，并且通过前后6 件生产情况对比，说明在采取了必要的手段之后，箱型梁的焊接变形得到了很好的控制,更好地保证了产品质量，而且可以为以后同类型结构件的焊接变形控制提供宝贵的借鉴经验[ 1 ] 中国机械工程学会焊接学会编. 焊接手册：第3 卷.北京：机械工业出版社，1 9 9 2 .[ 2 ] 徐初雄 编著. 焊接工艺5 0 0 问. 北京：机械工业出版社, 1 9 9 7 .参考文献现代焊接 2 0 0 9 年第2 期 总第7 4 期J -6 1人才培训Talents Training焊场合下采用导电夹头与工件绝对垂直的方法来保证2 ）引弧间隙（螺柱被提升的高度）要严格一致，一般φ1 2 m m 的平头钢筋或螺柱提升高度在3 m m ，φ2 0 m m的推荐5 ~ 6 m m 在图1 5 9 的焊枪结构中通过调整提升环的连接件来保证图1 5 9 常用手提式电弧螺柱焊焊枪结构图3 ）设置长度一定要大于焊接留量。

焊接留量是植焊过程中螺柱（或钢筋）缩短的量，试验数据为φ1 2 m m的平头螺柱（或钢筋）。