MIG焊设备优化方案：如何选择适合自己的MIG焊设备

图6-2 半自动MIG/MAG焊机的组成

1.MIG焊设备的组成

各种熔化极气体保护焊设备的组成与功能基本上是相同的。主要包括焊接电源、送丝机构、焊枪和气体系统、水路系统。根据焊枪移动的方式可以分为手工操作和机械操作。前者为半自动焊机，后者为自动焊机。本书以半自动焊机为例进行说明，其组成如图6-2所示。半自动焊机的电源主要为直流电源（现有抽头式硅整流电源、晶闸管整流电源及逆变电源），大多为平特性或缓降外特性（外特性斜率＜4V/100A）。

送丝机构的作用是以一定速度将焊丝送出导电嘴，并有一定的稳速作用。所以大多数采用单轮单主动送丝方式（用于低碳钢、低合金钢和不锈钢等较硬的焊丝）和双轮双主动送丝方式（用于送φ0.8mm以下的细丝、铝等软丝和药芯焊丝等）。

焊枪是一种手持焊接操作器具。焊接电缆、控制电缆、保护气体、冷却水管和送丝导管都将汇聚在焊枪中。焊丝从导电嘴送出，并与焊件之间形成电弧，同时由从焊枪喷嘴中流出的保护气体所保护。所以焊枪对于保证焊接工作顺利进行十分重要。通常焊枪的重量配置考虑到人性化的需要，焊工握枪比较自如。

气路系统包括气瓶、减压阀、流量计和电磁阀等。气路系统的作用是保证保护气体的流量和压力按要求流入焊接区。

水路系统在小电流时不需要。只有在MIG焊接电流大于200A以上时，才通过水路系统将冷却水送入焊枪，以便冷却焊枪。

2.MIG/MAG焊机的型号与参数

我国的MIG/MAG焊机型号是这样规定的，具体编制方法为

其中N为大类名称：熔化极气体保护焊机。Z（B）为小类名称：自动（半自动）。M为附注特征。末尾数字为额定电流。

MIG/MAG焊机基本参数如下：

（1）额定焊接电流等级分挡（A） 100、125、160、200、250、315、350、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000。

常用的MIG/MAG焊机的额定电流（A）为160、200、250、315（350）、400、500和630。

（2）额定负载持续率（%） 35、60、100。

（3）工作周期（min） 10、连续。

（4）焊接电流调节范围

1）最小焊接电流：对于额定焊接电流200A及其以下焊机由企业标准规定；对于额定焊接电流200A以上焊机，焊接电流≤25%额定焊接电流。

2）最大焊接电流≥100%额定焊接电流。

（5）约定负载电压 焊机在整个调节范围内，其约定负载电压与约定焊接电流的关系应符合以下公式：

U₂=14+0.05I₂ （6-1）

式中 U₂——约定负载电压（V）；

I₂——约定焊接电流（A）。

当电流大于或等于600A时，其电压恒等于44V。

（6）适用焊丝 由企业标准规定。

（7）送丝速度 由企业标准规定。(www.xing528.com)

（8）焊接速度 由企业标准规定。

典型焊机的基本参数见表6-3。

表6-3 典型焊机的基本参数

① φ0.6mm焊丝直径适用于拉丝式送丝。

② 拉丝式产品送丝速度。

3.MIG/MAG焊电源的电弧自身调节特性

MIG/MAG焊电源外特性十分重要。当电弧长度在干扰的作用下发生变化时，焊接设备应该能自动恢复弧长，为此MIG焊往往采用平特性或缓降外特性电源配合等速送丝系统。其作用原理如图6-3所示。

为保持弧长稳定，就必须保持焊丝的熔化速度等于送丝速度。否则由于弧长变短，将使焊丝插入熔池，或弧长变长，使电弧反烧直至断弧，这都是不利的。为此弧长变化时，无论通过改变焊丝的熔化速度，还是送丝速度都可以达到弧长自动调节的作用。这里所介绍的电弧自身调节作用是在送丝速度不变的条件下，通过改变熔化速度达到自动调节目的。例如细丝CO₂焊、MIG焊、MAG焊都是这样的。

图6-3 电源的电弧自身调节特性示意图

如图6-3中的伏安特性曲线，当电弧长度从l₁增加到l₂时，变化Δl，其稳定工作点由A₁转移到A₂，同时焊接电流从I₁降到I₂时，变化了ΔI=I₁-I₂。由于焊接电流减小，则焊丝的熔化速度也降低，导致弧长降低，并逐渐恢复到稳定工作点A₁，这时熔化速度v_m又与送丝速度v_f相等，重新恢复了平衡状态。这就是电弧的自身调节过程。

这一调节特性对电源的要求是平外特性或缓降外特性，其外特性下降斜率≤4V/100A。这一调节方法适合于焊丝直径d＜2.4mm的细焊丝。

4.MIG/MAG焊对电源动特性的要求

电源动特性是指当负载状态发生瞬时变化时，弧焊电源输出电流和输出电压与时间的关系，用以表征对负载瞬变的反应能力。

这里所说的负载状态与熔滴过渡类型和引弧过程有关。MIG/MAG焊短路过渡时，负载状态不断发生瞬时变化，而射流过渡时负载状态变化不大。于是射流过渡时对电源动特性要求不高，短路过渡时对电源动特性要求较高。良好的电源动特性将得到较好的工艺性能，如焊接飞溅小、焊接过程稳定和焊缝成形良好。

电源动特性的好坏，决定于电源本身的拓扑结构和控制方法。如旋转发电机、焊接变压器、整流弧焊机和逆变焊机。显然，逆变焊机最好，可以通过电子电抗器进行调节。而整流弧焊机的动特性只能通过铁磁电感进行控制。由于焊机的工作频率不同、主控器件不同和控制方法不同，所以焊机对负载瞬变的反应能力也不同，因此不同电源的动特性指标也不同。这里针对短路过渡焊，分别给出整流焊机和逆变焊机的电源动特性的要求。

对于整流焊机电源动特性需要对以下参数作出要求：

1）di_s/dt——短路电流上升速度。

2）I_sm——短路峰值电流。

3）dU_a/dt——短路到燃弧的电源电压恢复速度。

对于逆变焊机电源动特性需要对以下参数作出要求：

1）I_ss——短路初始电流。

2）di_s/dt——短路电流上升速度。

3）I_sm——短路峰值电流。

4）Q_a——燃弧能量（或Q_a/Q_s——燃弧能量与短路能量比）。