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          電弧螺柱焊機及其用于螺柱焊的直流焊接電源的特點(diǎn)

          2020-07-17 10:13:09
          梁新瓊
          原創(chuàng )
          3755


          電弧螺柱焊機是由焊接電源、控制器、焊槍、地線(xiàn)鉗、焊接電纜等部分組成。但大多數焊接設備的焊接電源都與控制器合并為一體,稱(chēng)為主機。比較先進(jìn)的控制方式是使用微處理器,以便精確設置和適時(shí)控制焊接過(guò)程中的焊接電流、焊接時(shí)間等參數。焊接電源一般為晶閘管控制的或逆變式的弧焊整流器。逆變式的弧焊整流器體積小、重量輕、動(dòng)特性好,無(wú)疑是焊機的首選,但受大功率器件的限制,所以目前大容量的焊機還是以晶閘管控制的弧焊整流器為主。但不論那種結構的焊接電源,其安全要求都應符合規定。

          用于螺柱焊的直流焊接電源應具有以下特點(diǎn):

          a、焊接電源應具有下降的靜外特性。只有這樣才能維持電弧的穩定性,保證焊接質(zhì)量。

          b、焊接電源應有引弧電流(40~50A)和較高的空載電壓(70~100V)。以確保100%的引弧成功率,對于大直徑的螺柱焊接,其空載電壓甚至超過(guò)100V。只有這樣才能滿(mǎn)足提升高度較大時(shí)的需求。

          c、要有較高的負載電壓。按弧焊電源下降特性的定義,當焊接電流≥600A時(shí),其負載電壓應保持44V不變。在施工現場(chǎng)使用的焊機,其焊接電纜較長(cháng),有的長(cháng)達50m,電壓降很大。如果不增加負載電壓加以補償,就勢必會(huì )降低其焊接能力,若不按照規定配制焊接電纜的截面積,情況就會(huì )更加嚴重,甚至無(wú)法焊接。


          d、焊接電流要有陡升的前沿。螺柱焊接的最大特點(diǎn)是瞬間大電流,因此要求焊接電源在接通后的32ms之內,焊接電流應達到其峰值。對于短周期螺柱焊而言,其焊接電流的上升時(shí)間應該更短,否則就有可能出現焊接時(shí)間已到,但焊接電流還沒(méi)有達到其峰值的現象。設定的焊接電流與螺柱焊接所得到的能量不成比例,則很難保證其焊接質(zhì)量。


          提高焊接電流上升速度的唯一辦法是減小電抗器的電感量。普通弧焊整流器之所以要加大電抗器,除了濾波之外還要限制短路電流的上升速度和短路電流的峰值,以降低引弧時(shí)的沖擊電流,減小飛濺和弧坑,并避免燒穿工件。螺柱焊則不同,是按照已設定的引弧、螺柱提升、接通主電源等邏輯順序進(jìn)行的。也就是說(shuō),在螺柱與工件有一定間隙的情況下才接通焊接主電源的,因而避免了引弧時(shí)的飛濺。其實(shí)螺柱焊的最大“飛濺”是發(fā)生在螺柱壓入熔池時(shí),瞬間發(fā)生的噴濺物。

          e、電源要有較小的內阻抗。焊接電源的主電路的電氣絕緣,采用H級耐熱等級與B級相比,具有體積小重量輕的優(yōu)點(diǎn),倍受人們的推崇。但深入分析后發(fā)現,也并非完美無(wú)缺。

          GB11021規定:H、B級耐熱等級的最高溫度分別為180℃和130℃,H級比B級允許的溫度約高40%。也就是說(shuō),在主電路設計時(shí),其線(xiàn)圈的電流密度可以大幅度提高,以減小導線(xiàn)的截面積。隨之而來(lái)的是導線(xiàn)的電阻,也即電路的阻抗增加。這對于大電流焊接的螺柱焊機而言,則是致命的缺點(diǎn)。假如焊接電源主電路的絕緣由B級改為H級,次級回路所有導線(xiàn)截面積的減小而導致總電阻的增加那怕只有0.006Ω,按2500A焊接電流計算,其增加的功耗為37.5kw,再加上主變壓器初級增加的功耗,則是相當可觀(guān)的。焊接電源主電路的功耗增加,勢必減小輸出的焊接功率,使焊接能力下降,這便是體積、重量的減小付出的代價(jià)。也就是說(shuō),焊接同一直徑的螺柱,H級比B級絕緣的焊機需要更高的功率才能達到同一效果,效率明顯下降。

          f、供電的電源柜(箱)應有足夠的容量,電弧螺柱焊機的負載持續率很低,一般都小于15%,消耗的平均功率較低,但瞬間功率卻很大,大直徑螺柱焊接時(shí),瞬間功率甚至超過(guò)300kw,這就要求供電的電源柜(箱)應有足夠的容量,以滿(mǎn)足螺柱焊接的要求。如果供電電源的容量小,在焊接時(shí),電源電壓的降低達到其額定值的15%以下,超過(guò)了晶閘管的調壓穩流的范圍,就很難保證焊接質(zhì)量,有些焊機甚至按照已設定的電源電壓限值強迫停機。架設專(zhuān)線(xiàn),提高電源柜(箱)的容量或錯開(kāi)用電高峰是解決問(wèn)題的好辦法。
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