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高级技师论文 论述直流自动埋弧焊机的电气控制 一、摘要: 1.埋弧焊是现代生产效率较高的机械化焊接方法，又称焊剂层下自动埋弧焊。顾名思义它的电弧是掩埋在颗粒下面，焊接时焊丝能自动向焊区输送，电弧通过韩车自动岩焊道移动。 2.自动埋弧焊具有成产效率高，焊接质量高，焊接热效率高，劳动条件好的优点适用于焊接高工作量大的场合，我们厂是钢管加工企业，用于钢管的纵鏠环境的焊接，所以埋弧焊机是我们厂的主要设备。 3.埋弧焊设备由焊接电源和控制设备两部分组成。常用的有直流可控整流式的电弧焊机作为焊接电流，而控制设备是由晶体管，晶闸管及电子电路组成，并以电弧电压为反馈信号，于电路中的给定电压相比较，取得的比较电压去控制送给电机的速度，保证了电弧的正常燃烧。此外，还有启动和停止控制，焊速度控制。主要核心部分是用弧长调节系统(弧压反馈系统)来调节送丝速度。 二、正文论述 1.弧长调节原理 电弧之所以能维持燃烧，重要原因是在焊丝溶化过程中存在着根据电弧焊理论， 自动调节过程。如图1所示 电源外特性U bL2a′aa″L1 L3c 0IbIaIcI 图1 电弧自调节过程 设电弧L1稳定在A点燃烧，此时焊丝输送速度与溶化速度相等。V送=V溶，现在用于外部原因弧长升高(或降低)变化，电弧特性由L1变化到L2(或L3)其工作点由A点变化到B点(或C点)这样弧长发生了变化，图中可见电弧电流亦发生了变化，由Ia变到Ib(或Ic)，电流的变化使热量变化，熔化速度变化使r送>(或<)r熔，焊丝的输送与熔化之间的不平衡，必然导致工作点由b点(或c点)突变至a′点(或a″)，最后沿L1恢复到a点。 这一过程的调节称为“电弧自身调节” 过程，不难看出，自身调节作用的 强弱，过程速度快慢取决于电源外特性陡度，外特性越平，弧长变化时，电流变化量越大，但电流变化量大即电流的稳定性越差，电流是熔深稳定的重要因素，而要电流稳定，电源的外特性必须是陡降的。 因此可见，对高要求的焊缝来说，仅依靠电弧的自身调节作用是难以实现的，因此目前大多数自动埋弧焊机中都采用了强迫调节方式。在这种方式中，一般弧焊电源采用的外特性是下降或陡降的，使电流随弧长变化小，保证了电流的稳定，而弧长的稳定主要依靠的是改变送丝速度“强迫”进行。 Ua bL2aL1cL3 0I弧 图2电弧强迫调节过程 弧长L的参数不易取出，根据Ua=KL+b关系通过电弧电压来反映弧长L的变化。电弧强迫调节过程是以电弧电压Ua为反馈信号，经系统处理后，在当电弧工作点变化时(见图2)，Ua变到Ub(或Uc)能自动增加(或减慢)送丝速度“强迫”工作点回到a点，保证了弧长稳定。 2.电路论述 ?弧压反馈电路 电弧强迫调节是以电弧电压为反馈的闭环系统，如图3所示，电路图见图4。 比较器 给+送丝电机放大电弧 -定 采样 图3电弧电压反馈系统框图 图4 弧压负反馈电路(见附页) 图4中Ug为给定电压，Uf为反馈电压，来自电弧电压Ua经采样处理后加在电阻R4两端，Ug与Uf反相串联叠加进行比较(Ug与Uf的差值)加在二极管D12-D15输入端a、b两点，再由D12-D15整流后加到C、D两点，前者电压Uab用来控制送丝电机换向电路，控制送丝电机转向，后者电压Ucd经特性转换后控制送丝电机触发电路，控制送丝电机转速，使电机达到如图5所示的运转特性。 (转速)n Ug1Ug2Ug3 送 丝 区 域 Ua 抽 丝 区 域 图5 电弧电压反馈系统控制特性 由图5可见电机需正反向运行，当Ug>Uf时，电机反转;Ug=Uf时，电机停转;UgUg给定电压Uab为b正a负J4维持吸合，触发电路输入加强，电枢电压升高，送丝速度加快，这个过程直到送丝速度加快到焊丝熔化速度时，起弧动作结束，进入正常焊接。 埋弧焊机在停止时一般先采取停送丝，后停弧焊电源的办法，其作用有二:一是防止熄弧后焊丝粘在工件上;二是焊弧后能填满弧坑。本焊机利用下降电源的特点，按下按钮后，先停送丝，电弧电压随着电弧的继续燃烧而升高，当升高一定值时，经过反复试验，能满足两种作用的最佳值为52V切断电源，这部分 的工作程序为(见电气原理图)，在需要结束焊接时，按下停止按钮AN2常闭触点AN2-2断开送丝电机的电枢回路，送丝停止，电弧电压逐步升高，常开触点AN2-1将26号与2号短路，即电气原理图中的电阻R2短路，使加在J1继电器上的电压有所增加，当电弧电压升高到52V时，J1动作，J1常开将J2线圈短路，J2释放其常开触点，断开启动回路，结束工作。 以上论述根据多年维修经验和对电子线路的学习理解，有不对之处请专家给予指正。 、图7为了便于分析电路从原理图中摘录。 注释:论文中图4 参考文献: 1.《弧焊电源》(第三版)北京航空航天大学郑宜庭，华南理工大学黄石生合编，机械工业出版社 2.《电工手册》(第二版)上海科学技术出版社，1990年