第四节焊接设备

第四节　焊接设备

一、CO₂气体保护焊焊接设备

CO₂气体保护焊设备有半自动焊设备和CO₂气体保护自动焊设备。其中半自动焊在生产中应用较广，常用的CO₂气体保护半自动焊设备如图3－7所示。主要由焊接电源、焊枪及送丝系统、CO₂供气系统、控制系统等部分组成。

1.焊接电源

CO₂气体保护焊采用交流电源焊接时，电弧不稳定，飞溅较大，所以，CO₂气体保护焊均使用平硬式缓降外特性的直流电源，并要求具有良好的动特性。通常选用平硬外特性的弧焊整流器。

图3－7　CO₂气体保护半自动焊设备

图3－8　焊接电源外特性与电弧自身调节作用的关系

因为CO₂气体保护焊电弧静特性曲线工作在上升段，所以平的、下降的外特性都可满足电弧稳定燃烧的要求，但CO₂气体保护焊在等速送丝的条件下焊接时，采用平硬外特性曲线电源的电弧自身调节作用最好，如图3－8所示。虽然缓降外特性曲线电源电弧自身调节作用较平硬外特性差，但在短路过渡焊接中，焊接过程的稳定性和焊接质量有时可满足生产实际要求，因此在有些情况下，也可采用下降率不大（4V/100A左右）的缓降外特性电源。

常用的弧焊整流器有抽头式硅弧焊整流器、晶闸管弧焊整流器及逆变弧焊整流器。

2.焊枪及送丝系统

焊枪按送丝方式可分为推丝式焊枪、拉丝式焊枪和推拉丝焊枪。按焊枪结构形状可分为手枪式和鹅颈式。

（1）送丝方式有如下三种方式：见图3－9。

图3－9　送丝方式

①拉丝式。如图3－9（a）所示，拉丝式的焊丝盘、送丝机构与焊枪连接在一起，这样就不用软管，避免了焊丝通过软管的阻力，送丝均匀稳定，但结构复杂，质量增加。拉丝式只适用细焊丝（直径为0.5～0.8mm），操作的活动范围较大。

②推丝式。如图3－9（b）所示，推丝式的焊丝盘、送丝机构与焊枪分离，焊丝由送丝机构推送，焊丝通过一段软管送入焊枪，因而焊枪结构简单，质量减轻，但焊丝通过软管时会受到阻力作用，故软管长度受到限制，一般长为2～5m。通常推丝式所用的焊丝直径宜在0.8mm以上，其焊枪的操作范围在2～4m。目前，CO₂气体保护半自动焊多采用推丝式焊枪。

③推拉式。如图3－9（c）所示，推拉式具有前两种送丝方式的优点，焊丝盘与焊枪分开，焊丝送给时以推丝为主，拉丝为辅。而焊枪内的送丝机构，起着将焊丝拉直的作用，可使软管中的送丝阻力减小，因此增加了送丝距离（送丝软管可增长到15m左右）和操作的灵活性。此种方式送丝速度稳定，但焊枪及送丝机构较为复杂。

（2）焊枪。焊枪的作用是导电、导丝、导气。按送丝方式可分为推丝式焊枪和拉丝式焊枪，按结构可分为鹅颈式焊枪和手枪式焊枪，按冷却方式可分为空气冷却焊枪和内循环水冷却焊枪。鹅颈式空气冷却焊枪应用最广，如图3－10所示。

图3－10　鹅颈式焊枪

3.供气装置

CO₂的供气系统是由气瓶、预热器、干燥器、流量计及减压器组成。

CO₂气瓶为黑色。瓶装的液态CO₂汽化时要吸热，吸热反应可使瓶阀及减压器冻结，所以，在减压器之前，需经预热器加热。预热器的作用是对CO₂气体进行加热，并在输送到焊枪之前，应经过干燥器的作用减少CO₂气体中的水分，使保护气体符合焊接要求，与减压器、流量计及气阀与氧气瓶、乙炔瓶中使用的设备作用相同。现在生产的减压流量调节器是将预热器、减压器和流量计合为一体，使用起来很方便。

4.控制系统

CO₂气体保护半自动焊其控制程序如下：

提前送气和滞后停气都是为了保护电弧空间。

目前，我国定型生产使用较广的NBC系列CO₂气体保护半自动焊机有：NBC－160型、NBC－250型、NBC1－300型、NBC1－500型等。此外，OTC公司XC系列CO₂气体保护半自动焊机、唐山松下公司KR系列CO₂气体保护半自动焊机使用也较广。

图3－11　NBC系列CO₂半自动焊机