第六节 手弧焊设备及主要工具,一、手弧焊对弧焊电源的要求 1. 对弧焊电源空载电压的要求 （1）保证容易引弧； （2）保证电弧的稳定燃烧； 为确保交流电弧的稳定燃烧，要求 （3）保证电弧功率稳定； 为了保证交流电弧功率稳定，要求 （4）要有良好的经济性； （5）保证人身安全。,2. 对弧焊电源稳态短路电流的要求,3.必须具有下降的外特性 在电源内部参数一定的条件下，改变负载时，电源输出的电压 与输出的电流稳定值 之间的关系曲线 称为电源的外特性。 一般直流电源的外特性方程为,（1）手弧焊必须具有下降的外特性（图2-35）,满足电弧稳定燃烧的需要； 在弧长变化时引起的电流变化小；（图2-36） 可限制短路电流； 应能方便地调节焊接电流。（图2-37）,（2）“电源电弧”系统的稳定性,所谓“电源电弧”系统的稳定性应包含两方面的含义： 1）系统在无外界因素干扰时，能在给定电弧电压和电流下维持长时间的连续电弧放电，保持静态平衡。此时应有如下关系： 2）当系统一旦受到瞬时的外界干扰，破坏了原来的静态平衡，造成了焊接工艺参数的变化。但当干扰消失后，系统能够自动的达到新的稳定平衡，使得焊接工艺参数重新恢复。 “电源电弧”系统的稳定条件是,二、焊机的编号及铭牌 1. 焊机型号的编制方法 根据GB102488电焊机型号编制方法中规定，焊机的型号是由汉语拼音字母和阿拉伯数字按一定的编排顺序组成，其编排顺序及含意如下： 改进序号 派生序号 基本规格 系列序号 附注特征 小类名称 大类名称,2. 弧焊电源的铭牌 图238为BX3300和AX7500型弧焊电源铭牌。铭牌上标明： （1）电源对电网参数的要求； （2）电源的工作能力； （3）电源的额定负载持续率，以及不同负载持续率下焊机的容量及电流。,负载持续率（FS）是表示焊机工作状态的参数，为焊机负载工作时间占规定工作时间周期的百分率，用下式表示： 国家标准规定额定电流在500A以下的手弧焊电源的工作时间周期为5min。标准中还规定了手弧焊电源的额定负载持续率 为60。,三、常用的手弧焊电源 1. 弧焊变压器 （1）基本原理与分类 弧焊变压器是提供交流电的弧焊电源，为满足电弧燃烧的要求，它实际上是具有下降外特性的降压变压器，具有结构简单、使用可靠、制造方便、维修容易、效率高、成本低等特点，是应用最多的手弧焊电源。 根据获得下降外特性的方法不同可分为串联电抗器式、增强漏磁式。,（2）BX1300型弧焊变压器 该弧焊变压器属于动铁心式。它的主要特点式在变压器一、二次绕组之间增加一个活动铁心，构造原理可见图2-40。 （3）BX3-300型弧焊变压器 这种弧焊变压器属于动线圈漏磁式。焊接时，BX3-300的二次绕组中有焊接电流流过，其磁势产生的磁通一部分经铁心闭合；另一部分经绕组周围的空气闭合，形成空气漏磁通。漏磁通在绕组中产生自感电动势，同样起降低电压的作用。随着焊接电流的增大，由漏磁所造成的电压降也增大，变压器的输出电压下降，从而获得所需的陡降外特性。 2. 弧焊发电机,3. 弧焊整流器,ZX5系列晶闸管弧焊整流器主要由三相降压变压器、三相晶闸管整流器、输出电抗器、电子控制线路等部分组成，其基本原理方框图如图2-45所示。,4. 弧焊逆变器 直流交流之间的变换称为逆变，实现这种变换的装置称为逆变器。为焊接电弧提供电能，并具有弧焊方法所要求性能的逆变器，即为弧焊逆变器或称为逆变式弧焊电源。 弧焊逆变器的变流过程是：工频交流 直流 高、中频交流 降压 交流并再次变成直流，必要时再把直流变成矩形波交流。 因而在弧焊逆变器中可采用三种逆变体制。 (1)AC-DC-AC (2) AC-DC-AC-DC (3) AC-DC-AC-DC-AC(矩形波),（一）弧焊逆变器的特点,1. 省料、质量轻、体积小 2. 高效节能 效率可达8090，功率因数达0.99 3.改善了弧焊工艺性能 (1)因工作频率高，所需的主回路中滤波电感值小，电磁惯性减小，易于获得良好的动特性。 (2)可控性好，外特性、动特性等可按不同工艺要求来设计。 (3)用作交流电源时可获得较高频率的矩形波，从而提高交流电弧的稳定性。,（二）弧焊逆变器的分类 弧焊逆变器根据它采用的大功率快速开关电子元件的不同进行分类。一般可把它分为晶闸管式弧焊逆变器、晶体管式弧焊逆变器和场效应管式弧焊逆变器及IGBT式弧焊逆变器等四个种类。 （三）弧焊逆变器的应用 弧焊逆变器首先用于手弧焊，随后因功率因数增大和性能提高，其用途不断扩大，现已逐步推广应用于不熔化极气体保护焊、熔化极气体保护焊、等离子弧焊、埋弧焊、脉冲弧焊、高频脉冲弧焊等各种弧焊方法。,四、手弧焊电源的选择与正确使用,1. 电源类型的选择 选择电源类型主要根据被焊金属材质、焊条类型及焊件的结构特点。 2. 弧焊电源容量的选择 电源容量应根据焊接结构所用材料、板厚范围、结构形式等因素确定。此外，还应考虑本部门在使用时的实际负载持续率。 3. 弧焊电源的外部接线 外部接线系指电源与外电网的连接，以及与焊件、焊把的连接。,4. 电源使用与保养,（1）手弧焊电源的使用 1）应按电源铭牌上规定的技术数据使用，不得超载。 2）电源机壳应接地，接地线截面积应不小于6mm2 。 3）调节电流或变化极性时，最好在空载状态下进行。 4）电源不允许长时间短路，特别注意在非焊接时间内不要使焊钳与工件直接接触而造成短路。 5）电源使用前应检查是否完好，导线连接处与接地处是否牢固。,（2）弧焊电源的保养,1）电源应放在通风干燥处。 2）使用后应用帆布罩盖好，以防灰尘或雨水侵入内部。 3）移动电源时，不应使之受剧烈振动。 4）应经常给调节电流的机械机构加润滑油。 5）应经常检查焊接电缆和接线板是否损坏，并及时修理好。,五、手弧焊工具,1. 焊钳 焊钳的作用是夹持焊条和传导电流，它也被称为焊把，其构造如图2-47所示。 电焊钳的构造好坏，对焊接质量影响很大，为此对焊钳的要求是：导电性能好、重量轻、夹持焊条牢以及装换焊条方便等。 2. 面罩和护目镜 面罩的作用是保护焊工的面部免受强烈的电弧光和金属飞溅的灼伤。面罩有手持式和头戴式两种形式，见图2-48。面罩是由轻而坚韧的纤维纸板制成的。,护目镜的作用是减弱电弧光的强度，并过虑红外线和紫外线。焊接时通过面罩上的护目镜可以清楚地观察焊接熔池的情况，掌握焊接过程而不会使眼睛受弧光灼伤。 3.电焊条保温筒 保温筒的作用：密封焊条、隔离外界潮湿空气的作用。 保温筒有立式和卧式两种（图2-49），分别可装2kg和3kg的电焊条。 手弧焊常用的辅助用具还有钢丝刷、清渣锤以及夹具、变位器等。这些工具也是保证焊接质量不可缺少的。同时，为了防止焊工的受被弧光和飞溅金属损伤及防止触电，在焊接时，必须戴用皮革制成的手套，穿帆布工作服，戴工作帽以及穿好绝缘胶鞋等。,返回,继续,焊机外特性形状对电流稳定性的影响,返回,焊接电流调节原理,返回,BX1-300型焊机结构原理图,返回,焊钳结构示意图,返回,