焊接工艺问答之焊接电弧及弧焊电源二模板

焊 接 工 艺 问 答 二、焊接电弧及弧焊电源 31 试述裂极式弧焊发电机结构及工作原理。 焊机有四个磁极，在空间不是交替排列，而是两个北极N主、N交和两个南极S主、S交相邻配置，能够看成是一对磁极分裂而成（图中点线所表示），见图17a。在磁极中心装有主电刷a和b，中间再装一个辅助电刷c，两组并励励磁绕组接在主电刷a和辅助电刷c之间，其中一组分布在四个极上，另一组则只绕在交极上，并在它回路中串有一可变电阻RP，见图17b。 焊机起动时，因为磁极中有剩磁，将在并励回路中产生感应电流，此感应电流在并励绕组中产生并励励磁磁通，其方向和剩磁方向一致，使总磁通增加，依次反复，直到建立起稳定空载电压。所以，焊机起动时不能反转，不然使剩磁消失，空载电压无法建立（焊机没有电）。 焊接时，因为电枢反应产生磁通ф电枢方向在电枢几何中性面ab上，当电枢逆时针方向旋转时，ф枢从b指向a和ф1相同起加磁作用，但因为主极颈部开有缺口，铁心截面减小，在工作状态时磁路已趋饱和，无法起到加磁作用。但在ф枢交极方向分量垂直向上和ф2方向相反，起去磁作用，使焊机取得下降外特征。 焊接电流经过移动电刷位置实施粗调，改变励磁回路中可变电阻RP进行细调。其产品型号有AX-320、AXD-320，后者可用作内燃机驱动。 32 试述换向极去磁式弧焊发电机结构及工作原理。 这种换向极去磁式焊机磁路结构，见图18。其特点是换向极极靴形状不对称，迎着电枢旋转方向为前极尖，其前极尖宽且长，后极窄而短，换向极前极尖和异名主磁极相靠近；后极尖和异名主磁极间间隙较大，且换向极和电枢表面间间隙不均等，以前极尖到后极尖间隙逐步由小变大，其目标是使换向极下面磁通分布在换向极中心线前半部磁通量大于后半部磁通量。因换向极磁通和前极尖靠近主磁极磁通方向相反，起去磁作用。另外，因换向极前极尖靠近异名主磁极，这么由原来主极N经电枢进入主极S主磁通，负载时一部分主磁通将不再进入电枢而直接进入换向极N换前极尖，这就降低了为N极下面电枢表面所切割磁能，也起到了去磁作用。弧焊发电机就是依靠这两部分去磁作用而取得下降外特征。 焊接电流依靠改变电刷位置进行粗调，依靠改变并励绕组可变电阻进行细调。这类焊机产品型号有AX3-300、AX3-3-00-1、AX4-400等。 33 试述弧焊发电机使用过程中常见故障及排除方法。 弧焊发电机因为内部有旋转部分，所以在使用过程中出现故障可能性要多部分。弧焊发电机常见故障及排除方法见表4。 表4 弧焊发电机常见故障及排除方法 故 障 特 征 产 生 原 因 排 除 方 法 焊机起动后电动机反转 三相异步电动机和网络接线位置有错误 将三相电源线中任意两相换接 起动后电动机转速慢，有嗡嗡声 1、三相熔丝中有一相被烧断 2、电动机定子线圈断线 1、更换熔丝 2、消除断线 电刷和换向器间有火花 1、电刷和换向器接触不良 2、电刷被卡信或松动 3、换向片间云母突出 4、部分换向片凹下或突出 1、清洁并修整电刷和换向器接触面 2、调整电刷在电刷架中间隙 3、去除突出云母，拉深云母槽，使云母低于换向器表面 4、研磨或上车床车削 焊接电流忽大忽小 1、焊接回路接触处接触不良 2、电流调整器可动部分随焊机振动而移动 1、检验焊接回路接触处，并使之接触良好 2、检修电流调整器，使可动部分不易移动 焊机过热 1、焊机过载 2、发电机电枢绕组短路 3、换向器表面污染或短路 1、减小焊接电流或降低负载连续率 2、消除短路处 3、清理换向器表面，消除短路 34 试述弧焊整流器种类及其优缺点。 弧焊整流器是现在替换弧焊发电机直流弧焊电源。其种类可分成硅弧焊整流器、晶闸管式弧焊整流器、晶体管式弧焊整流器、弧焊逆变器等。和弧焊发电机相比较，弧焊整流器含有效率高、空载损耗小、节省电机材料、结构和维修简单和噪声小等一系列优点。只是现在市场价格比弧焊发电机略高部分。 35 试述硅弧焊整流器工作原理及特征。 硅弧焊整流器以硅二极管作为整流元件，将50Hz单相或三相交流网路电压，利用降压变压器T降为几十伏特电压，经硅整流器Z整流和电抗器L滤波取得直流电，从而对焊接电弧供电，其基础原理框图见图19。 ⑴降压变压器 有单相和三相两种。可利用抽头调整空载电压和焊接电流，也可增大漏抗以取得下降外特征。 ⑵硅整流器 用硅二极管组成单相或三相整流器。 ⑶输出电抗器 这是指接在直流回路中一个带铁心并有间隙电抗绕组，起滤波和改善动特征作用。 焊机外特征调整方法有两种一个为机械调整，即采取抽头式、动铁心式、动绕组式降压变压器，其降压变压器工作原理和弧焊变压器相同。另一个为电磁调整，即在降压变压器和硅整流器之间接一磁饱和电抗器（磁放大器），借助改变其磁饱和程度来进行调整。 硅弧焊整流器关键优点是结构简单、坚固耐用、工作可靠、噪声小、维修方便和效率高。其缺点是可调焊接工艺参数少，调整不够灵活、不够正确并受网路电压波动影响较大，所以只能用在质量要求不高产品焊接。 36 试述多种硅弧焊整流器结构及工作原理。 多种硅弧焊整流器结构及工作原理简述以下 ⑴动铁心式、动绕组式硅弧焊整流器 在三相动铁心式、动绕组式弧焊变压器输出端，接入硅整流器就成为动铁心式、动绕组式硅弧焊整流器。焊机均可无级调整。但功率因数较低，只有0.5～0.65，不能遥控，没有网络电压赔偿，外特征为缓降特征，关键用于手弧焊及钨极氩弧焊。产品型号有ZXG1-160、ZXG1-250、ZXG1-400、ZXG6-300、ZXG3-500等（动绕组式）。 ⑵抽头式硅弧焊整流器 由抽头式弧焊变压器和硅整流器组成。焊机经过弧焊变压器抽头换挡进行有级调整焊接工艺参数，还不能遥控，没有网络电压赔偿，但含有功率因数大、效率高优点。缓降特征用于手弧焊和钨极氩弧焊，平特征用于多种通常要求熔化极气体保护焊。其产品型号有ZPG-200和ZPG-250等。 ⑶磁放大器式硅弧焊整流器 在降压变压器和硅整流器之间接入磁放大器。焊机能够无级调整焊接工艺参数，有网络电压赔偿（但效果不理想），可遥控，但控制电流较大，调整速度慢，不灵活，耗料多，有逐步被淘汰趋势。其产品型号有ZXG-400、ZPG1-500、ZXG7-300-1、ZPG7-1000、ZPG6-1000（多站式）等。 37 试述晶闸管式弧焊整流器工作原理及特征。 利用晶闸管桥来整流，利用电子电路来实现控制功效，所以是一个电子控制弧焊电源。焊机工作原理图见图20。三相50Hz网络电压由降压变压器T降为几十伏特电压，借助晶闸管VT整流和控制，经输出电抗器L滤波和调整动特征，从而输出所需直流焊接电流。用电子触发电路控制并采取闭环反馈方法来控制外特征，以取得平、下降等多种形状特征，对焊接电压和焊接电流进行无级调整。M为电流、电压反馈检测电路，G为给定电压电路，K为运算放大电路，它把反馈电压信号和给定电压比较后电压进行放大并送到脉冲