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39第四章ZX7系列手工/氩弧焊机§4－1焊条手工焊对焊机的要求电弧是电弧焊接的热源、力源。焊机是电弧能量的供应者。焊机应满足焊接工艺的要求，保证引弧容易，电弧稳定，焊接规范稳定，以及足够宽的焊接规范和稳定调节范围。主要的要求有：电源外特性、燃烧稳定性、焊接稳定性与焊接质量。1、焊机的外特性：陡降外特性（1）电源—电弧系统稳定工作条件：tgαa—tgαp＞0电弧静特性的斜率tgαa，电源静特性的斜率tgαp（2）空载电压：越高越容易引弧，（AC电弧稳定），但不经济、不安全。DC焊机的空载电压＜113V。（3）稳态短路电流ISS稍大于焊接电流I（利于引弧，太大后飞溅增大)。1.25＜ISS／I＜2。2、焊机的调节特性输出不同工作电压、电流的可调性能。通过电源外特性的调节实现。包括回路焊接电缆压降在内的，符合某种约定关系负载电压与负载电流称为约定负载电压与约定负载电流（无感电阻下测定）。焊条手工焊电源：U=20+0.04II＞600A时U=44VTIG焊电源：U=10+0.04II＞600A时U=34V3、焊机的动特性合适的短路电流峰值（引弧，加速熔化和过渡）1.5I；合适的短路电流上升速度；恢复电压最低值（30v）的时间适当。4、焊机的极性根据焊条的性质和焊件所需热量，手弧焊在阳极、阴极材料相同时，阳极区温度高。酸性焊条（E4013）：厚钢板采用直流正接可以获得较大熔深，薄钢板采用直流反接可以防烧穿或者采用交流。碱性低氢钠焊条：用于重要结构，采用直流反接，可以减少飞溅、气孔，并能使电弧稳定。（药皮CaF,分解出电离电位较高的F,使电弧稳定性降低；直流正接熔滴过渡时，受熔池射来的正离子流撞击（质量比电子大，阻碍熔滴过渡的力大造成飞溅，电弧不稳）；直流反接，减少飞溅，且熔池处于阴极，焊条射来的氢正离子与熔池表面的电子中和，减少气孔。5、电弧燃烧的稳定性指电弧保持稳定燃烧（不产生断弧、飘移和磁偏吹等）的程度。除操作技术以外：a.焊接电源影响：焊接电源的特性；焊接电源的种类（DC＞AC）；焊接电源的空载电压（高，电场强，易引弧也稳定）；b.焊接电流的影响：大－温度高－电弧气氛中电离、发射强－稳定。I增大－引燃电压降低，自然断弧的最大弧长增大；c.焊条药皮的影响：电离电位较低的物质（K、Na、Ca的氧化物），增加电弧气氛中带电粒子，提高气体导电性，提高电弧燃烧的稳定性。电离电位较高的物质（CaF、KCI、NaCI），不稳；d.电弧长度的影响：太长－电弧发生剧烈摆动，破坏稳定，飞溅增大；一般应采用短弧焊接。e.其他：焊接处有油漆、油脂、水分、锈层影响电弧燃烧的稳定性；焊条受潮、药皮脱落影响电弧燃烧的稳定性，风大、气流、电弧偏吹。§4－2奥太ZX7系列手工/氩弧焊机一、ZX7系列手工/氩弧焊机基本工作原理奥太ZX7Ⅲ系列逆变式焊机采用了IGBT高频软开关逆变技术。工频三相380V电源输入，直接整流后送给由IGBT等器件组成的逆变器变为高频交流，经高频变压器降压、高频整流器整流、滤波后输出适合于焊接的直流电。总结起来，主回路的作用在于它提供了我们焊接所需要的电能，如果主回路中的某一个环节有故障，都有可能会造成无输出电流，三相整流和高频逆变环节故障还会造成空气开关过流跳闸。3~380V/50Hz输出40三相整流高频逆变高频变压器整流滤波控制电路高频引弧装置2、ZX7Ⅲ系列逆变弧焊电源输出特性实现：90–20–0U（V）U=20+0.04II(A)IminImax拐点恒流特性外拖特性空载电压空载电压是通过电源变压器提供36V电压经过主控板倍压整流后实现的；恒流特性通过电流给定与电流反馈采样进行比较，经过PI调节器调节控制逆变器，达到控制输出电流大小，实现恒流。外拖特性是由推力给定电位器及电压采样来控制。电压越低，推力越大。上述原理的实现，是由一些外围器件的辅助下完成的，如供电的电源变压器，电流给定电位器，推力给定电位器，电流反馈采样的分流器等。三、规格型号参数参数型号规格315400500630电源电压/频率三相380V±10%/50Hz额定输出功率10.3KW14.4KW20KW27.7KW额定输入电流19A26A40A50A额定负载持续率60%输出电流调节范围20～315A20～400A20～500A50～630A输出空载电压72±8V满载效率89%功率因数0.95最大氩气流量25L/min四、ZX7Ⅲ系列手工/氩弧焊机功能介绍411、ZX7-XXXSTGⅢ焊机前面板如下图所示：（1）手弧焊/氩弧焊转换开关:手弧焊位置：焊机处于直流手弧焊工作状态；氩弧焊位置：焊机处于氩弧焊工作状态。（2）自锁/非自锁转换开关：氩弧焊时使用。自锁为四步工作方式，非自锁为两步工作方式。（3）遥控/近控转换开关：开关处于“近控”位置时，可在面板上调42节焊接电流、推力电流、衰减时间的大小；开关处于“遥控”位置时，可在距离焊机较远的地方，通过遥控盒来调节上述参数的大小。2、焊机后面板作为过流保护用。空气开关：主要花色线用于接地。接380V/50Hz电源，电源输入电缆：三相将输入电缆中的接地线可靠接地。接地螺栓(标志)：为保证人身安全和焊机的正常使用，请务必用铜导线(大于6mm2)。将此螺栓可靠接地，或者风机：对发热器件进行冷却。向机内吹风。3、遥控盒(1)电流显示表：空载时显示焊接电流给定值，焊接时显示实际电流值。(2)焊接电流调节旋钮；(3)推力电流/衰减时间调节旋钮(4)插座1：接遥控电缆。(5)插座2：接焊枪控制电缆。控制电缆上应有插头，电缆中的两条控制线分别焊在插头中的“1”、“2”号脚上。五、ZX7Ⅲ系列氩弧焊机工作方式1、ST（G）型焊机的氩弧焊工作方式ST（G）型焊电机有划擦引弧无衰减收弧、划擦引弧有衰减收弧(或高频引弧方式)两种方式。两种工作方式间的切换：(1)无衰减收弧工作方式转换为有衰减收弧方式(或高频引弧方式)将手弧焊/氩弧焊转换开关拨到“氩弧焊”位置，按下焊枪开关，再松开，焊机空载电压消失，即表示进入有衰减收弧方式。(2)有衰减收弧方式(或高频引弧方式)转换为无衰减收弧工作方式将手弧焊/氩弧焊转换开关拨到“手弧焊”位置后，再将此开关拨回“氩弧焊”位置即可。2、无衰减划擦引弧工作方式：备注：该方式为常通气工作状态，一般用于氩弧焊枪无开关的场合。3、高频（划擦）引弧工作方式工作程序如下§4－3ZX7系列手工/氩弧焊机的维修一、ZX7系列常见故障现象、故障原因及排除方法。4344№现象原因措施1开机后，指示灯不亮，弧焊电源不工作，风机不转。1、电源缺相2、机内保险管（2A）断3、断线4、电源变压器坏5、空气开关坏6、风机坏①检查电源②检查风机、电源变压器、控制板、空气开关、轴流风机是否完好③检查连线2在正常工作时，后面板上空气开关跳闸1、IGBT模块、三相整流模块、输出二极管模块、压敏电阻其它器件可能损坏2、驱动板损坏3、线间短路①检查更换②IGBT损坏时，检查驱动板上的12Ω、5.1Ω电阻、SR160是否损坏3焊接电流不稳1、缺相2、前面板上的各电位器、开关、遥控线、遥控盒上的电位器可能损坏，连线接触不良3、主控板损坏4、地线接触不良5、把线破损1、检查电源2、检查更换4焊接电流不可调，太大或太小1、机内断线、分流器断线2、遥控线断线3、IGBT断路4、驱动板坏5、电位器坏或断线6、主控板损坏7、前面板开关损坏8、20040模块坏9、换流电感烧10、谐振电容失效检查更换5氩弧焊不工作、无高频1、焊枪开关坏或断线2、遥控线断3、机内钨极间隙太大4、高漏抗变压器坏5、高频引弧板坏6、高频回路线断7、主控板损坏8、20040坏9、机架电容板坏检查更换4510、S/T纽子开关坏6烧钨极1、极性接反，焊枪应接负极2、无氩气3、钨极直径太细，电流大检查并维修7无氩气1、电磁阀弹簧被卡住或进气口堵住2、主控板损坏（控制不通）3、电磁阀断线4、电磁阀线圈坏5、电源变压器坏（AC36V）6、氩弧焊枪坏漏气7、氩气表坏检查并维修8常通气1、电磁阀被异物顶住常通2、主控板损坏（控制常通）3、从手弧焊第一次切换到氩弧焊后未按焊枪开关、检查并维修9TIG焊无衰减1、衰减电位器坏2、主控板坏3、衰减连线断4、遥控线、遥控盒上的电位器，连线断检查并维修10断弧，起弧困难1、推力太小2、起弧电流小3、焊条粗，焊接电流太小4、电缆太长或太细5、输入电压过低6、给定电流小7、输入电容20UF失效调整焊接规范11显示不正常1、主控板坏2、显示板坏3、A/V纽子开关坏4、电源变压器坏5、保险管坏6、缺相检查更换12轴流风机坏1、堵转2、缺相3、风机绕组坏4、启动电容坏检查更换4613无空载电压1、二极管20040坏2、主控板坏3、手弧/氩弧纽子开关坏4、数显表坏5、电源变压器坏、保险管坏6、A/V纽子开关坏检查更换14近控工作，遥控不工作1、遥控线断2、遥/近控纽子开关坏3、遥控盒电位器坏4、P20插头接触不良检查更换15故障灯亮1、机内温度过高2、温度继电器坏、连线断3、主控板坏4、负载持续率过高检查更换16手工焊工作TIG焊不工作1、主控板坏2、隔离变压器坏3、电源变压器坏4、氩弧焊控制开关线断检查更换17空气开关跳闸1、IGBT坏2、空气开关坏3、压敏电阻坏4、轴流风机烧5、三相整流模块坏6、主变压器原副边短路检查更换18IGBT模块坏1、热损坏（破坏软开关条件）1．1过载输出1．2电流互感板坏或插反1．3阻容吸收板电容坏1．4谐振电容失效1．5谐振电感短路1．6换流电感坏2、过压损坏2．1关断时，尖峰电压过高2．2电网电压波动太大3、过流损坏控制板坏或断线4、散热不良：4．1散热器螺栓压接不紧4．2导热硅脂未涂检查更换47二、维修要点（以ZX7-400STGⅢ为例说明）：1、2003.8以前的机器，将与电流反馈电感装在一起的电压反馈磁环去掉；主控板标记为ZX7-400STGⅢ2002.10的主板，将插座A2上面穿过整流桥B2、B3间两条细的敷铜皮，在B2、B3下割断。故障现象：有时起弧时电流远大于给定，恢复很慢；焊接时电流突变（变大）。2、电流预置不可调，随机显示一较大数值（1）电流给定电位器、遥近控开关是否正常。（A1(2)对A1(8)电压，1～9V变化，则正常）（2）电流反馈放大器调零：调节W7使U12(7)对A4(1)为0±2mV（3）二极管V14(4148)阴极对A4(1)（地）的电压：≤2V或者≥10V,否则R26两端并联一510K(300K)电阻。3、主控板标记为“ZX7-400STGⅢ2002.10”的主板，TIG焊划擦起弧正常，高频有火花不能起弧：则R103两端并联一个3K电阻，R81两端并联一个510K电阻，U24(1)(2)两脚间接一个1μF的电容。4、焊把线小于50米，推力电位器调节在1～7（8），如果调至最大，推力反而出不来。焊把线50米以上，推力电位器调节在7（8）～10。、二次加长线焊机：焊把线太长时，因推力出不来，使电弧不稳飘移，断弧，可将拐点提高：R34两端并联一30K电阻（红壳机R144两端并联一30K电阻）。5、焊接电流小于电流给定较多（20A）,电弧不稳；小电流焊接时正常。（1）380VAC供电是否缺相、电压是否正常。(DC：大于500V)（2）焊把线、地线是否太长，接触是否良好，其上压降是否太高（15V）若焊接时焊机输出电压42V上下，则焊机工作正常。6、手弧焊只有火花，不能起弧。（1）控制板插座是否正确，主回路器件是否完好，接线是否正确。（2）主控板A5(3)、A5(4)间电压，空载为0，焊机输出短接，大于4V则驱动板有故障；小于1V则主控板有故障。（3）驱动板U1(13)对插座P1(3)的电压应大于5.3V，若小于5V,检查R11(10K)，R10(5.1K)，R9(750)。7、主控板整定：（1）电流给定电位器调至最大，调节W4使显示400A（315；500）。（2）电流给定电位器调至最小，调节W8（红壳机W7）使显示20A。（3）电流反馈放大器调零：调节W7使U12(7)对A4(1)为0±2mV。48红壳机调节W8