电弧焊机的自动调节系统及送丝机构特点

电弧焊机按焊接方法可分为焊条弧焊机、埋弧焊机和气体保护焊机；按电极种类可分成熔化极和非熔化极；按操作方法可以分为手工电弧焊、半自动焊和自动焊；按弧焊电源可分为交流弧焊机、直流弧焊机、脉冲弧焊机和逆变弧焊机。

一、手工弧焊机

手工电弧焊的焊机是一台额定电流500A以下，具有下降外特性的弧焊电源。目前，国内使用的手工弧焊机可分为三大类：弧焊变压器、弧焊整流器、逆变整流器。三类手工弧焊机的比较见表2-8。

表2-8 三类手工弧焊机的对照比较表

在表2-8中，交流弧焊机虽成本较低，但仅限于酸性焊条和交流钨极氩弧焊等使用。并且无极性之分，电弧稳定性差，焊接质量不高。因此，在工业生产中应用正在减少。随着我国电子元器件质量的不断提高，交流弧焊机、整流弧焊机有逐渐被逆变弧焊机取代的倾向。

二、埋弧自动焊机

埋弧自动焊机分为等速送丝和变速送丝两种，由弧焊电源、控制箱、送丝机构、行车机构和焊剂回收装置等组成。等速送丝自动埋弧焊机采用电弧自身调节系统；变速送丝自动埋弧焊机采用电弧电压自动调节系统。

自动埋弧焊机可根据工作需要，做成不同形式。例如焊车式、悬挂式、门架式和机床式等多种，表2-9列出部分国产自动埋弧焊机的主要技术数据。图2-10是配合该焊机使用的MZT-1000型自动焊车。

表2-9 国产自动埋弧焊机的主要技术数据

图2-10 MZT-1000型自动焊车

1—送丝电动机 2—摇杆 3、4—送丝轮 5、6—矫直滚轮 7—圆柱导轨 8—螺杆 9—导电嘴 10—螺钉（接电极用） 11—螺钉 12—调节螺母 13—弹簧 14—小车电动机 15—小车车轮

三、CO₂气体保护焊机

CO₂气体保护自动焊机是由焊接电源、送丝机构、焊炬、气路系统和控制系统等部分组成。通常送丝机构、行走机构和焊炬是组装在一起的，称为焊接小车。气路系统包括减压表、预热器、干燥器和流量计等。CO₂气体保护半自动焊机中没有行走机构，其他部分基本与自动焊机相同。常用国产CO₂气体保护焊机的主要技术指标列于表2-10。

表2-10 常用CO₂气体保护焊机的主要技术数据

（续）

CO₂气体保护焊机的电源大都为直流电源。目前应用的有硅整流和逆变电源两大类。其电源外特性为平特性。这是因为平特性配合等速送丝系统有许多优点，可通过改变电源空载电压调节电弧电压；改变送丝速度调节焊接电流。焊接规范的调节比较方便。焊机的额定功率取决于焊件要求的电流范围。一般对电源的电流调节范围在15～500A，电源负载率在60％～100％，空载电压应在55～85V。CO₂气体保护自动焊的送丝机构与埋弧自动焊基本相同，但前者要求有较大的送丝速度调节范围，对于均匀调节式送丝机构，其弧压自身调节系统的放大系数应取得大些。CO₂气体保护半自动焊的送丝方式有推式、拉式、推拉式三种。其送丝机构有单主动轮、双主动轮、两级主动轮、三钢球及三滚轮等几种。以滚轮压紧式应用最为普遍。CO₂气体保护自动焊及半自动焊的焊炬，一般应具备导电、导丝和导气功能。为了满足这些要求，从结构上要考虑以下几点。

1）焊气的进气方式有两种，即径向进气和轴向进气。以径向进气为好。

2）进气孔应设在焊炬上部，且进气后有缓冲室，气路中装设筛流圈（筛流圈上有网孔）或铜丝网。气路尽可能长些，以防止气流紊乱。

3）喷嘴的形状以7°锥角和圆柱形末端为佳。喷嘴孔径一般为16～26mm，喷嘴末端圆柱部分长度应不小于喷嘴直径的1.5倍。

4）喷嘴应与导电部分绝缘。

5）半自动焊的焊炬要轻便灵活，可达性好。

6）当焊接电流较大时，应采用水冷焊炬。

CO₂气体保护自动和半自动焊炬的结构形状如图2-11～图2-13所示。

图2-11 推丝式鹅颈形焊枪结构示意图

图2-13 推丝式手枪形焊枪结构示意图(www.xing528.com)

四、氩弧焊机

氩弧焊机按焊接方法不同可分为钨极氩弧焊机和熔化极氩弧焊机两大类。常用氩弧焊机型号及主要技术数据列于表2-11。

表2-11 氩弧焊机型号及主要技术数据

1）钨极氩弧焊机：钨极氩弧焊机又称做非熔化极氩弧焊机，有交流、直流、脉冲3种。

手工钨极氩弧焊机由焊接电源、引弧及稳弧装置、焊枪、供气系统和水冷系统组成。对于自动钨极氩弧焊机，还包括行走机构和送丝装置。图2-14是手工钨极氩弧焊机的设备系统示意图。

①流氩弧焊机：以弧焊变压器为焊接电源，一般要在焊接电源回路中串接电容器组，用来消除焊接电池中直流分量，加强阴极清理作用。

图2-14 手工钨极氩弧焊机设备系统示意图

1—焊接电源 2—控制系统 3—流量计 4—减压阀 5—氩气瓶 6—焊枪 7—工件

图2-15 熔化极半自动氩弧焊机设备系统示意图

1—电源 2—保护气 3—焊炬 4—送丝系统 5—焊丝盘 6—控制系统 7—流量计 8—减压表 9—氩气 10—工件

②直流钨极氩弧焊机：采用硅整流或逆变电源，正接法，具有陡降或垂直下降的外特性。并设有引弧和稳弧装置，其方法有以下两种。

•高频发生器引弧：高频发生器可输出150～260kHz、2500～3000V的高频高压，击穿电极与工件间隙3～5mm，引燃电弧，并维持电弧连续燃烧。

•脉冲器引弧：在钨极与工件间加入高压脉冲，使两极间的气体介质电离，引燃电弧。脉冲钨极氩弧焊机其余装置与直流氩弧焊机相同。

③焊枪：焊枪的作用是夹持钨极，传导焊接电流和输送保护气。

因此，它应满足以下要求。

•有良好的导电性能。

•能充分冷却，以保证持久工作。

•喷嘴与钨极间绝缘良好，以免喷嘴与工件打弧。

•重量轻，结构紧凑，可达性好，装拆维修方便。

•保护气流有良好的流动状态和一定的挺度，使焊接熔池区得到良好的保护。

•喷嘴的形状尺寸决定着保护气的层流状态，一般应按下列参数：

D_N＝（2.5～3.5）d_N

L₀＝（1.4～1.6）D_N＋（7～9）

式中 D_N——喷嘴内径（mm）；

d_N——钨极直径（mm）；

L₀——喷嘴圆柱部分长度（mm）。

2）熔化极氩弧焊机：熔化极氩弧焊机有自动、半自动两种。焊接设备主要由焊接电源、送丝系统、行走机构或焊枪（半自动）、供气及水冷系统、控制系统5部分组成。熔化极半自动氩弧焊设备（见图2-15）采用直流电源。焊丝直径一般小于2.5mm，电流密度大，电弧静特性呈上升势，故电源外特性应采用平直或微升；送丝一般选推式或推拉式，等速送丝，但送丝控制系统应有较高的电流或电压反馈系统，并设有焊丝回抽引弧控制。

熔化极自动氩弧焊机，常用有电弧电压反馈控制系统的变速送丝。焊丝直径常大于3.0mm，电弧静特性曲线为水平形，为此电源应选用陡降外特性，直流反接法，配合均匀调节送丝系统。