焊装车间设备培训教材

焊装科设备培训第一章、焊装车间设备概况焊接设备：焊装车间焊接设备主要有六种：有悬挂式点焊机、固定式点焊机、二氧化碳气体保护焊机和螺柱焊机、TIG焊机、MIG焊机，其中悬挂式点焊机和固定式点焊机是电阻焊的一种，什么是电阻焊呢？我们将在第二章对电阻焊原理作一个详细的介绍。第二章、电阻焊知识简介1、电阻焊的原理：电阻焊是将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化，使之形成金属结合的一种方法。公式：Q=I2RT2、电阻焊方法主要有4种：1点焊、2缝焊、3凸焊、4对焊。3、电阻焊的优点：加热时间短，热量集中，所以热影响区小，铁板变形也小，通常在焊后不必安排校正和热处理。不需要焊丝、焊条等填充金属，以及氧气、乙炔、氩气等焊接材料，焊接成本低。操作简单，易于实现机械化和自动化。生产率高，且无噪声及有害气体。熔核形成时，始终被塑性环包围，熔化金属与空气隔绝，冶金过程简单。4、电阻焊的缺点目前还缺乏可靠的无损检测方法，焊接质量只能靠工艺试样和工件破坏性试验来检查，以及靠各种监控进行技术保证。设备功率大、成本高，维修较困难，并且大功率单相交流点焊机不利于电网三相平衡。点、缝焊的搭接接头不仅增加了构件的重量，而且在两板间熔核周围形成尖角，致使接头的抗拉强度和疲劳强度均较低。知识点：我们所用的焊机是单相交流焊机，由于交流焊机对电网的冲击较大，我国也有了二次整流焊机。先进的闭环技术除了我们所用的恒流控制之外，还有动态电阻、热膨胀等先进的监控技术。5、电极的材料和材料的性能影响。由于电极的接触面积决定着电流密度的大小，（电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和和散失。）随着电极头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低。另工件表面状况的影响，工件表面上的氧化物，污垢、油和其它杂质增大了接触电阻、影响焊点的强度。过厚的氧化物层甚至会使电流不能通过。局部的导通，由于电流密度过大，则会产生喷溅(飞溅)和表面烧损。氧化物层的不均匀性还会影响各个焊点加热的不一致，引起焊接质量的波动。6、热平衡、散热及温度分布点焊时产生的热量的Q只有小部分用于形成熔核，较大部分的将因向邻近物质的传导和辐射而损失掉。其热平衡方程式：Q=Q1+Q2式中：Q1——形成熔核的热量Q2——损失的热量Q——总热量有效热量Q1取决于金属的物理性质及熔化金属量，而于所用焊接条件无关，Q1=(10%~30%)Q，电阻率低、导热性好的金属(铝、铜合金等)取低限，电阻率高、导热性差的金属(不锈钢、高温合金等)取高限。损失的热量Q2主要包括通过电极传导的热量=(30%~50%)Q和通过工件传导的热量=20%Q。辐射到大气中的热量只占约5%可以忽略不计。通过电极传导的热量是主要的散热损失，他与电极的材料、形状、冷却条件，以及所采用的焊接条件有关。例如采用硬条件的热损失就要比采用软条件小得多。知识点：由于损失的热量随焊接时间的延长和金属温度的升高而增加，因此，当焊接电流不足时，只延长焊接时间，会在某一时刻达到热量的产生与散热相平衡，继续延长焊接时间，将无助于熔核的增大。这说明了用小功率焊机不能焊接厚钢板和铝合金的原因。不同厚度的工件的点焊中，还可以通过控制电极的散热（改变电极的材料或接触面积，采用附加垫片等）以改善熔核的偏移、增加薄件一侧的焊透率。例如有的夹具上装有紫铜块，就是有次类作用，当然还有防止焊点变形的作用。知识点：单相交流电可以进行多脉冲点焊，即在两个或多个脉冲之间留有冷却时间，以控制加热的速度。这种方法主要用于厚钢板的焊接。对焊点质量的影响1、焊接电流的影响。电流对产生热量的影响比电阻和时间两者都大。因此在点焊过程中，它是一个必须严格控制的参数。引起电流变化的主要原因是电网电压波动和焊机的二次回路的阻抗变化。阻抗变化是因回路的几何形状变化或因在二次回路中引入了不同量的磁性金属。除焊接电流总量外，电流密度也对加热有显著的影响，主要有通过已焊点的分流，以及电极头的接触面积增大产生影响，造成电极通过的电流密度减小，使焊点强度明显下降。恒流闭环控制技术能够有效的克服网压的波动和二次回路阻抗变化的影响。2、焊接时间的影响。为了保证焊出焊点的熔核尺寸和焊点强度，焊接时间与电流在一定范围内可以相互补充。为了获得一定强度的焊点，可以采用大电流短时间（称为强规范）也可以采用小电流和长时间（弱规范）两种条件的选用，取决于金属的性能、厚度和所用的焊机功率。注意：但对于不同性能和厚度的金属所需的电流和时间，仍有一个上、下限，超过此限，将无法形成合格的熔核。3、电极压力的影响。电极压力对两电极间的总电阻有显著的影响。随着电极压力的增大电阻R显著减小，此时焊接电流要略有增大。（但不能影响因R减小而引起的产热的减少。）焊点的强度是随着电极压力的增大而降低，在增大电极压力同时，增大焊接电流或延长焊接时间，来弥补电阻减小的影响，可以保持强度不变。（采用这种焊接条件有利于提高焊点强度的稳定性。）如果电极压力过小，将引起喷溅，也会降低焊点强度。4、电极的材料和材料的性能影响。由于电极的接触面积决定着电流密度的大小，（电极材料的电阻率和导热性关系着热量的产生和和散失。）随着电极头的变形和磨损，接触面积增大，焊点强度将降低。另工件表面状况的影响，工件表面上的氧化物，污垢、油和其它杂质增大了接触电阻、影响焊点的强度。第三章悬挂式电焊机悬挂式点焊机是焊装车间最多也是最主要的设备之一。目前在线使用的S11和B11一起共有87台，承担着焊装车间大部分的焊接任务。它的型号表示：DN3—160悬点焊机整体视图悬挂式点焊机成套焊接设备变压器二次通水电缆焊钳平衡器控制器电缆焊钳一、主要结构及功能本设备主要由变压器、控制箱、电缆、焊钳组成。Ⅰ、控制部分：悬挂式点焊机的控制部分主要是一台微电脑控制箱，它具有存储、输出数据的功能。悬挂式点焊机的所有的参数都是由它来控制的。在它的侧面有一个接入口，通过它的外接数据编程器可以对所需要的参数进行设定，以达到所需要的焊接效果。并且控制着它的休止时间、预压时间、加压时间、回程时间四个动作的时间。HCW系列控制器主要特点：1、有两种工作方式：闭环恒流方式、导通角方式。2、具有多脉冲焊接功能：有预热脉冲、焊接脉冲以及回火脉冲，三者的幅度、时间可分别设定，便于使用。3、可供选择的有15个焊接规范和1个修磨规范。4、对配用了比例阀接口电路的控制器，可以在不同的规范中设定不同的焊接压力，可以实现锻压功能和焊接过程的压力变化控制。5、具有电极磨损焊接电流自动补偿功能，平台台阶数可达10个。6、具有电极使用状态监视功能。7、本控制器具有功率因数自适应能力并具有多个焊接回路同步工作能力，可以适应多点焊机等场合。8、控制器具有较强的显示功能和较完善的自检功能。9、控制器备有RS422标准通讯口，配用HZ型集中控制系统可以实现生产线的联网管理。具有较强的接口扩充能力，可以满足用户的不同特殊要求。Ⅱ、变压器部分：悬挂式点焊机的变压器部分主要是一台水冷式变压器，它的功能主要是将380V的电压变为23.8V的电压。DN3系列悬挂式点焊机型号:DN3-160、DN3-200主要特点：独有的二次线圈与引出极板无焊接工艺，增加了可靠性，并降低了内阻装备温度检测器，在焊机冷却不足时，强迫焊机自动停焊，避免过热烧毁出水装有水流指示仪，进水装有二次水过滤器，延长焊机寿命380v的动力输入，采用接线柱加保护罩的方式，从而更加安全可靠采用进口优质冷轧矽钢片，环氧树脂真空浇注，保证绝缘强度，延长焊机寿命焊机可带两把焊钳，可配用有感电缆或无感电缆，使用方便Ⅲ、工作部分：悬挂式点焊机的工作部分主要是通水电缆和焊钳。通水电缆它不仅通电，而且通水。焊钳是我们用来直接用于生产操作的工具，分为“X”型和“C”型两种，通过焊钳，我们将最终需要的结果—焊接点焊接起来。焊钳型号表示Ⅳ、水路：水路就是用来冷却焊接时所产生的热量。为什么会产生热量呢？我们就要了解焊钳的工作原理。悬挂式点焊机又称压力焊，是通过两钳臂的电流短路（大电流、小电压）而产生高温，其热量工式为Q=I2RT，因电流很大,通常在1万A左右，产生的热量是惊人的，从而达到融化工件的效果，但同时在电缆和焊钳部分也会产生热量，为保证焊机的正常工作，所以我们就要用循环水来冷却焊接时产生的高温。Ⅴ、电路：首先是380v的电压通过一次电缆进入变压器后，将其变为24V的安全电压，然后再经过二次电缆到达焊钳的两臂后，在焊接时就形成了一条焊接回路。Ⅵ、气路：首先是管路里的高压气体通过软管进入附在变压器上的气动三联件中的油水分离器中，过滤高压空气中的杂质，然后经过气动三联件中的调压阀，根据需要调节气压的大小(气压为0.4~0.6MPa)，再经过气动三联件中的油雾器，将油雾器里的油带到高压空气管道里，在一个电磁阀的动作下，带油的高压空气不仅推动焊钳气缸动作同时也润滑了气缸。此外，悬挂式点焊机还有一个重要的附件。那就是平衡器。平衡器是利用其内部一个卷曲的弹簧的向上的卷曲力，把焊钳向上拉，使其两个力大小相当，使我们操作时作到少重或无重。恒压：(CVC)以电极电压作为反馈信号进行控制。恒导通角:(CTC)按固定的导通角控制开关恒流：(CCC)原理:通过测量二次(或一次)回路的电流(有效值)并与给定的电流值比较,当出现偏差时,调节晶闸管的控制角以维持焊接电流的恒定。第四章电路部分常用的几种控制方法点焊的控制：主要采用晶闸管开关方式：开环、闭环控制箱电源接线图：第五章、固点焊机一、主要结构及功能本设备主要由变压器、控制箱、气缸、电极、箱体等组成。返回目录固定式点焊机是焊装车间较多的设备之一，它的型号表示：如：DN—250焊二车间所有的固定点焊机分为三种类型，分别为DN-125，DN-160，DN-250，固定式点焊机的工作原理与悬挂式点焊机几乎一样，在外部结构上与悬点有一些差别：1．是二者可以移动与不可以移动。一个是悬挂在轨道上，一个是落地的。2．固定点焊机辅助行程的调节是通过一手拉阀，把手拉阀手柄拉出，则辅助行程打开，推进则辅助行程闭合。3．固定点焊机如果装上凸焊电极头，就可以用于凸焊作业。凸焊电极的型号根据所焊工件选用。4．气压的大小是影响凸焊质量的一项重要参数，气压的调整必须由工艺人员设定，操作人员在每天的点检中应检查气压的大小有无变动，保证焊接质量。固定式点焊机与悬挂式点焊机的工作原理、控制方式及维修思路基本一直，在这就不介绍，详见悬点焊机；气缸上下电极脚踏开关控制器1.1焊接方法分类熔化焊接压力焊钎焊电弧焊气焊铝热焊电渣焊电子束焊激光焊熔化极非熔化极手工焊CO2焊埋弧焊MAG焊MIG焊TIG焊等离子弧焊根据原理、热源种类等对焊接的分类如下：第六章、CO2焊机电弧焊：以气体导电时产生的电弧热为热源。熔化极：焊丝或焊条既是电极又是填充金属。非熔化极：电极（钨极）不熔化。MIG焊：金属极（熔化极）惰性气体保护焊TIG焊：钨极（非熔化极）惰性气体保护焊MAG焊：金属极（熔化极）活性气体保护焊CO2焊：二氧化碳气体保护焊（MAG—C焊）1.2名词解释气体保护焊的定义：用外加气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。常用的保护气体：二氧化碳气（CO2）、氩气（Ar）、氦气（He）及它们的混合气体:CO2+Ar、CO2+Ar+He、……。1.3气体保护焊定义2.1、焊机的基本结构及各部件的安装2.2、CO2焊机的工作原理2.3、C02气体保护焊的功能概述2.CO2焊机的基本结构、原理功能概述2.1焊机的基本结构及各部分的安装2.1.1焊机的整体结构主机送丝机焊枪操作面板KRⅡ200焊枪送丝电机电磁气阀气管流量计工件六芯送丝电缆，用手旋即可正极电缆用活动扳手安装负极电缆用活动扳手安装焊接电源三相四线制，用十字螺丝刀进行安装A配电箱KRⅡ200AV+_总体安装图示接集中供气或CO2气瓶2.1.2主机各个视图送丝电机电源VA异常电源焊丝直径收弧电流调整收弧电压调整收弧有无药芯实芯焊丝气体电源检查焊接开关A焊机前面板印刷线路P板输出端子（）输出端