一、半自动熔化极氩弧焊

一、半自动熔化极氩弧焊

半自动熔化极氩弧焊主要有主电路系统、供气系统、水路系统、控制系统和焊枪等部分组成，半自动熔化极氩弧焊的设备组成如图3-5所示。

图3-5　半自动熔化极氩弧焊的设备组成示意图

1—直流电源；2—控制箱；3—氩气瓶；4—焊丝盘；5—送丝机构；6—焊丝；7—焊枪；8—焊件；9—金属熔池；10—焊接电弧；11—导电嘴；12—喷嘴；13—氩气流；14—焊枪手柄

1.焊接电源

为使电弧稳定，减少飞溅，获得良好的焊缝成形，熔化极氩弧焊机均采用直流电源。半自动熔化极氩弧焊时，采用的焊丝直径小于2.5mm，这时的焊接电流密度大，电弧静特性线是上升的，因此应选用具有平特性的电源配以等速送丝系统。

2.送丝系统

按使用焊丝直径的不同，送丝系统可分为等速送丝和变速送丝两种形式。焊丝直径大于或等于3mm时采用变速送丝方式，焊丝直径小于或等于2.4mm时采用等速送丝方式。

通常采用等速送丝系统，要求送丝速度均匀稳定；调速方便，结构牢固轻巧。

（1）送丝方式。送丝方式可分为推丝式送丝、拉丝式送丝和推拉式送丝三种方式。

①推丝式送丝。焊枪与送丝机构是分开的，焊丝经一段软管送到焊枪中（图3-6（a）、（b））。这种焊枪的结构简单、轻便，但焊丝通过软管时受到的阻力大，因而软管长度受到限制，通常只能离送丝机3～5m的范围内操作。

②拉丝式送丝。送丝机构与焊枪合为一体，设有软管，送丝阻力小，速度均匀稳定，但焊枪结构复杂、重量大，焊工操作时的劳动强度大，如图3-6（c）所示。

③推拉式送丝。这种送丝结构是以上两种送丝方式的组合，送丝时以推为主，由于焊枪上装有拉丝轮，可克服焊丝通过软管时的摩擦阻力，若加长软管长度至60m，能大大增加操作的灵活性。还可多级串联使用，如图3-6（d）所示。

图3-6　送丝方式示意图

图3-7　带槽的送丝轮

目前生产中用得最多的是推丝式送丝方式。

（2）送丝轮。根据送丝轮的表面形状和结构的不同，可分为平轮V形槽送丝机构和行星双曲线送丝机构。

①平轮V形槽送丝机构。送丝轮上加工有V形槽，靠焊丝与V形槽两个接触点的摩擦力送丝，如图3-7所示。由于摩擦力小，送丝速度不够稳定。当送丝轮夹紧力太大时，焊丝易被夹扁，甚至压出直棱，会加剧焊丝嘴内孔的磨损。

②行星双曲线送丝机构。采用特殊设计的双曲线送丝轮，如图3-8所示，使焊丝与送丝轮保持线接触，送丝摩擦力大，速度均匀，送丝距离大，焊丝没有压痕、能校直焊丝，对带轻微锈斑的焊丝有除锈作用，且送丝机构简单，性能可靠，但设计与制造较复杂。

图3-8　行星双曲线送丝机构

1—送丝嘴；2—轮头；3—送丝轮

常见的推丝式送丝机构示意图如图3-9所示。装焊丝时应根据焊丝直径选择合适的槽形，并调整好压紧力，若压紧力太大，将会在焊丝上压出棱边和很深的齿痕，送丝阻力增大，焊丝嘴内孔易磨损；若压紧力太小，则送丝不均匀，甚至送不出焊丝。

图3-9　推丝式送丝机构

1—焊丝盘；2—进丝嘴；3—从动压紧轮；4—岀丝嘴；5—主动送丝轮

3.供气系统

供气系统由气瓶、减压器、电磁气阀、气体流量计等组成，与钨极氩弧焊的供气系统相同。

4.焊枪

焊枪起到导电、导丝和导气的作用，它是焊工直接操作的工具，因此焊枪必须坚固轻便，并能适合各种位置的焊接。焊枪的种类焊枪按用途分为半自动焊枪和自动焊枪；按焊丝给送的方式不同，焊枪又可分为拉丝式和推丝式两类，这两类焊枪均属于半自动焊枪。焊接电流较小时，焊枪采用自然冷却，当焊接电流较大时，可采用水冷式焊枪。

（1）拉丝式焊枪。拉丝式焊枪的结构如图3-10所示。其主要特点是送丝均匀稳定，焊枪活动范围大，但因送丝机构和焊丝盘都装在焊枪上，所以焊枪比较笨重，结构较复杂。通常适用于直径0.5～0.8mm的细丝焊接。

图3-10　拉丝式焊枪

1—喷嘴；2—外套；3、8—绝缘外壳；4—送丝滚轮；5—螺母；6—导丝杆；7—调节螺杆；9—焊丝盘；10—压栓；11、15、17、21、22—螺钉；12—压片；13—减速箱；14—电动机；16—底板；18—退丝按钮；19—扳机；20—触点

（2）推丝式焊枪。这种焊枪结构简单、操作灵活，但焊丝经过软管产生的阻力较大，所用的焊丝不宜过细，多用于直径1mm以上焊丝的焊接。焊枪按形状不同，可分为鹅颈式焊枪和手枪式焊枪两种。

①鹅颈式焊枪，如图3-11所示，这种焊枪形似鹅颈，应用较广，用于平焊位置较方便。

图3-11　鹅颈式焊枪

1—喷嘴；2—导电嘴；3—分流器；4—接头；5—枪体；6—弹簧软管

②手枪式焊枪，如图3-12所示，这种焊枪形似手枪，用来焊接除水平面以外的空间焊缝较方便。

图3-12　手枪式焊枪

1—喷嘴；2—导电嘴；3—套筒；4—导电杆；5—分流环；6—挡圈；7—气室；8—绝缘圈；9—紧固螺母；10—锁紧螺母；11—球形气阀；12—枪把；13—退丝开关；14—送丝开关；15—扳机；16—气管

（3）喷嘴。喷嘴内孔形状和直径的大小将直接影响保护效果，要求从喷嘴中喷出的气体为截头圆锥体，均匀地覆盖在熔池表面，如图3-13所示。喷嘴内孔的直径为16～22mm，不应小于12mm，为节约保护气体，便于观察熔池，喷嘴直径不宜太大。

图3-13　保护气体的形状

常用纯铜或陶瓷材料制造喷嘴，为降低其内外表面的粗糙度，要求在纯铜喷嘴的表面镀上一层铬，以提高其表面硬度和降低粗糙度。喷嘴以圆柱形为好，也可做成上大下小的圆锥形，如图3-14所示。焊接前，最好在喷嘴的内外表面喷一层防飞溅喷剂，或刷一层硅油，便于清除黏附在喷嘴上的飞溅物，延长喷嘴使用寿命。

图3-14　喷嘴

（4）导电嘴。导电嘴又称焊丝嘴，其外形如图3-15所示。导电嘴常用纯铜、铬青铜或磷青铜制造。为保证导电性能良好，减小送丝阻力和保证对准中心，导电嘴的内孔直径必须按焊丝直径选取，孔径太小，送丝阻力大，孔径太大则送出的焊丝端部摆动太厉害，造成焊缝不直，保护也不好。通常焊丝嘴的孔径比焊丝直径大0.2mm左右。

（5）分流器。分流器是用绝缘陶瓷制成的，上有均匀分布的小孔，从枪体中喷出的保护气经分流器后，从喷嘴中呈层流状均匀喷出，可改善保护效果，分流器的结构示意图如图3-16所示。

图3-15　导电嘴

图3-16　分流器

（6）导管电缆。是由橡胶包裹的绝缘管，内有弹簧软管、纯铜导电电缆、保护气管和控制线组成。常用导管电缆的标准长度为3m，但根据需要可选用6m。

5.控制系统

控制系统的作用是对供气、送丝和供电等系统实现控制。对供气系统的控制大致是三个过程：引弧时，要求提前送气1～2s，以排除引弧区的空气；焊接时，气流要均匀可靠；结束时，因熔池金属尚未冷却凝固，应滞后停气2～3s，给予继续保护。这样可防止空气的有害作用，保证焊缝的质量。

对送丝系统的控制，即对送丝电动机的控制，应保证电动机能够完成对焊丝的正常送进和停止动作。焊前调整焊丝伸出长度、均匀调节送丝速度；在焊接过程中对网络波动有补偿作用等。

对供电系统的控制，是指对焊接区电源的控制，这与送丝部分密切相关。供电可在送丝之前接通，或与送丝同时接通，但在停电时，要求送丝先停而后再断电，这样可避免焊丝末端与熔池粘连，而影响弧坑处的焊缝质量。在采用较大电流的自动焊时，应保证焊丝及小车停止后的0.2～1s内延时切断焊接电源，使电弧在焊丝伸出端“返烧”，借此填满弧坑，从而提高焊缝质量。

半自动熔化极氩弧焊的焊接控制程序如图3-17所示。

图3-17　半自动熔化极氩弧焊的焊接控制程序框图