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电阻焊理论和实践(2)

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电阻焊理论和实践(2)

发布日期:2019-02-09 作者:佛山市名焊机电公司 点击:

焊接技术培训教材(二)

电阻焊理论和实践

――电阻焊接生产实践

 

                          目           录

     

     一、电阻焊机在金属板材、金属线网类制品行业的应用     第1页

     二、气动电阻点焊机生产使用时主要参数的调整和功能     第3页  

         (设备故障和焊接质量故障常见现象和排出方法)

     三、电阻焊机各种动力介质消耗量的计算                 第8页

     四、电阻点(凸)焊的质量控制                         第9页

 

 

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电阻焊接的生产实践

一、电阻焊机在金属板材、金属线网类制品行业的应用

低碳钢、不锈钢线类、管类等制品,由于具有强度高,节约材料,美观和环保等优点,近三十年来在建筑行业、家用电器五金、家具制品等领域得到了广泛的应用。

在线材网类的制造和生产领域,应用最多的是气动电阻凸焊机(一般称为排焊机),即一次焊接多个焊点。排焊机又根据气缸的多少,有多气缸C型排焊机,多气缸H型龙门焊机等。

辅助焊机有气动对焊机(对接低碳钢、不锈钢线),气动T型焊机(又叫丁字焊机)等。

1、气动电阻凸焊机(一般称为排焊机)的主要结构和功能

     单片机控制单元和

     8421码拨码开关输入面板焊机控制器

 

A、焊接变压器:

       焊接变压器是电阻焊机的核心部件。提供焊机所需要的能量。电阻焊接对变压器的基本要求就是输出电流稳定,长时间工作后铁芯温升不大于45°C 。

B、焊接气缸及其机械:

焊接气缸是电阻焊机的加压机构。提供焊接时候所需要的压力。气缸的压力同气缸的直径、工作压强(Mpa),机械导向装置的精度有关。

        单片机控制单元和

轻触开关数码开关输入面板焊机控制器

               C、焊机控制器:

焊接控制器是焊接参数设定的装置,属于电阻焊机的核心部件之一。具体主要参数有:预热缓升、预压时间,焊接时间,保压时间,焊接电流等。对于焊接不同的材料和产品形式(板材或线材),所需用的焊接参数种类、大小都是不相同的。具体参考相应的《焊接工艺技术资料》。

焊接控制器从控制方式上区分,目前最流行的是以微型计算机(单片机89C52系列)为主控单元。此类控制器具有结构简单,功能比较齐全,使用性能稳定抗干扰性能好和维护方便的特点。

控制器的参数设定面板,有①8421码拨码开关输入面板,②轻触开关数码开关输入面板,③液晶触摸屏数显输入面板等几种形式。

对于大型焊机和专用焊机,焊接控制器采用可编程控制器(PLC)作为主控单元。液晶触摸屏数显输入面板。

 

 可编程控制器(PLC)作为主控单元,

 液晶触摸屏数显输入面板的控制器

 

焊机控制器的选用原则:是优先满足生产使用,保证焊接质量和焊接效率,方便操作和维护,造价低。

有些人不结合自我的生产使用场合使用条件,一味追求所谓的先进性,不仅造成造价高的损失,在使用过程,由于生产人员和现场的问题,不能够充分发挥控制器的优点反而影响焊机的其它性能的使用。

D、晶闸管可控硅控制电路:

焊接变压器向焊接电极输送焊接电流的大小,通电时间的长短,是通过焊接控制器控制焊接初级主回路的晶闸管可控硅控制电路的通断实现的。因此,晶闸管可控硅也是属于电阻焊机的核心部件之一,对焊机的性能有直接重要的影响。

 E、焊接电极:焊接电极是焊机向被焊工件材料导电、加压的直接再作用部件。对于电极的材料要求,一是要有良好的导电性能,二是在受热状态下有较好的硬度和耐磨性能。

在其它要素相同的情况下,焊接电极的材料性能,电极安装的牢靠度(保证导电面积足够和贴合紧密),电极表面的平整度、光洁度等,直接影响焊接产品的质量和电极的使用寿命。因此,

在生产过程,要十分重视焊机电极的选择和维护。

F、气源处理组合器(空气过滤器,气压调节器,气缸油物加油器)

一般工厂的压缩空气压力最高值为8公斤气压(0.8Mpa)。由于输送管道的损耗和多设备使用压缩

空气,致使压缩空气压力到达工作位置后,压力有所下降。为了保证工作压力稳定,电阻焊机的压力设定一般为0.4-0.6Mpa。  

二、气动电阻点焊机生产使用时主要参数的调整和功能

                   A、选定气动电阻焊机的一般性依据

根据电阻焊机所生产的产品材料种类(如低碳钢、不锈钢、镀层钢等)、焊接零件的形状(如板材或板材冲制凸点、线材、管材等),以及被焊零件的结构形式(如搭接还是对接,交叉焊接或者T型焊接等),选择点(凸)焊机。

①焊机的形式选择

对于一般性产品,板材厚度小于2.0毫米,工件体积(面积)比较小的情况下,优先选用固定式点焊机。对于立体工件,或焊点较少的工件,为了节约机器的投入成本,可选用脚踏式点焊机。脚踏式点焊机,有圆弧加压和垂直加压两种形式。对于箱体或者形状为立体性的线制品,由于焊点有时候位于工件的角落,采用圆弧加压形式的点焊机便于焊机电极的伸入进去。

对于其它形式的工件,优先选用垂直加压式点焊机,对于保证焊点质量具有很大促进。

脚踏式点焊机,由于属于非同步式控制(人工加压和控制器通电是两路控制),同时压力由人工通过杠杆弹簧决定,有时会造成压力不稳定,影响焊点表面质量。所以,除非特别的工艺需要,现在焊接生产优先选用气动式点(凸)焊机。

②焊机的主电源选择

对于一般厚度小于2.5毫米的低碳钢、不锈钢板的点(凸)焊接,或低碳钢铁线制品焊接,低碳钢管材焊接,通常选用工频交流电阻点(凸)焊机,配合适当的焊机电极形式,既能够实现符合要求的焊接质量。

对于铝合金,铜合金和要求较高的低碳钢、不锈钢板材、管材和线材焊接,最好选用次级整流电阻点(凸)焊机,或三相中频点(凸)焊机。而对于仪表五金、电器电子薄板、细直径的零件,多采用电容储能或逆变中频点(凸)焊机。

③焊机功率的选择

根据电阻焊机国家的标准(GB15578-2008)规定,工频交流电阻点(凸)焊机的额定功率等级分为:5,10,16,25,35,63,75,100,125,160,200KVA等。

④焊机的臂长选择

  在额定功率相同的情况下,工频交流电阻点(凸)焊机的臂伸长越大,则输出的焊接功率越低下。所以,在满足焊接结构尺寸大小的情况下,尽量选用臂伸长短的焊机进行生产,以利于充分发挥焊机的有用功率,减少空载损耗。

           B、工频交流电阻点(凸)焊机生产实践

根据被焊接产品的材料性质、零件形状(板材、线材或管材)、产品的特点,制订相应的焊接工艺文件(焊接电极形式、材料,焊接电流、电压要求等),实现工频交流电阻点(凸)焊机的焊接生产。

 ①焊机的基本操作:

 打开水阀给焊机供水,水路正常则焊机可正常工作。

※注意:冷却水必须干净,矿化物质浓度不能太高,否则会造成焊机冷却回路堵塞,影响焊机使用寿命。

 开机:开机则电源指示亮。

 打开气源开关,将气压调到0.1Mpa左右,将“焊接调整/进行焊接”开关置于“焊头调整”位置,踏下脚踏则电极动作,调整电极间距刚小于气缸行程为止,若电极不平整,可用一平纹锉刀,夹在电极间,反复转动,对电极进行修平,松开脚踏,则电极打开,再用细砂纸将电极磨光。然后再依次调整和拨码盘,踏下脚踏测试焊机的运行状态。

※警告!修整电极时,一定要将脚踏开关远离操作者或关闭控制器电源,否则会误踩脚踏开关,导致气缸下落,伤害人手。

焊接:根据所焊工件的厚度,调整气压到合适值,依次由小到大调整预压时间、预热缓升、焊接时间、保压时间、焊接电流,将工件置于电极

之间,踩脚踏开关即可焊接。

※警告!焊接时,会有金属飞溅物在焊机的周围,所以,操作者要按规定配戴劳保防护用品,焊机周围不得有易燃易爆物品。

※注意:气压的调整,是通过旋转气源处理件上的调压旋钮实现的。调整时,先将调压旋钮盖轻轻向上拉起,顺时针转动旋钮,则压力增加;逆时针转动旋钮,则压力减小。调整到合适压力值后,将旋钮盖轻轻压下,此时不可能再转动旋钮,否则造成内部螺纹滑丝,导致旋钮损坏。

              C、焊机的日常保养

   良好的设备保养习惯,可以延长设备的最佳使用寿命期限,同时减少使用过程的故障率。提高生产效率。

①定期(一个月一次)检查气源处理器油雾器中润滑油情况,太低时,请加油,

   液压油用65#或以上机油。

②每天检查气源处理器空气滤清器,如空气滤清器有积水,要及时请将滤清器中

的水放掉。当空气滤清器里面的滤芯颜色变得很黑,其过滤效果大大下降,需要更换滤芯。

※注意:滤水器如太多水,或压缩空气太脏,均会导致气阀堵塞或气缸密封件同缸筒磨损增加。

③焊机如果连续使用,尽可能在通冷却水的情况下工作,否则焊机(变压器,SCR,电极)会发热,甚至烧毁。

④焊机必须保持在干燥的环境中工作。

⑤焊机导向轴及导向杆要经常(一个月一次)加油(45号润滑机油),注油孔在标

  有“请注油”字样的地方。

⑥停止焊接时,先关断控制器上的电源开关,再切断供电电源、气源和冷却水。

D、焊点常见质量问题和可能的原因

焊点质量问题

可能原因

处理办法

无焊点,焊面烧穿孔

(烧损材料)

 

 

1、焊接电流过大

2、电极压力不够

3、工件不相称

4、工件或工件与电极间有污物

5、电极部分接触不良

6、金属有缺陷(焊件材质)

1、焊接电流适当调小,时间调长

2、顺时针调节减压阀,增加气缸压力

3、调整焊接工艺,尽量对称焊接

4、清理污物、油污

5、保证电极和导电铜板紧密贴合

6、更换同类材料对比验证

电极头间飞溅大

1、次级电流过大

2、电极压力不够

3、工件不相称(不对称)

4、工件间有污物

5、电极头冷却不良

1、焊接电流适当调小,时间调长

2、调节减压阀,增加气缸压力

3、调整焊接工艺,尽量对称焊接

4、清理污物、油污

5、检查冷却水管,保证电极冷却效果

焊点压痕太大

1、压紧力太大

2、电极接触面过小或电极变形

3、电极头未对准

4、次级电流太大

1、逆时针调节减压阀,减小气缸压力

2、用细砂纸磨平电极接触面积

3、把气缸压下,对准电极后拧紧螺丝

4、调小电流,适当增加时间

未焊接或焊接点太小

 

1、电流太小

2、电极压力太大

3、工件不相称

4、电极变形,接触不良

5、工件间有污物

6、焊接时间太短

7、焊接动作有故障

1、焊接电流适当调大,时间调长

2、逆时针调节减压阀,减小气缸压力

3、调整焊接工艺,尽量对称焊接

4、用细砂纸磨平上下电极接触面积

5、清理污物、油污

6、适当将焊接时间调长

7、检查焊机控制器动作

焊点上有烧损痕迹

1、电级或材料表面不干净

2、电极冷却不良

1、清理污物、油污

2、检查冷却水管,保证电极冷却效果

焊点上有划痕

电级端面有划伤,表面粗糙度太低,进行修整,磨光。

修磨电极的方式:把气缸压力调低后,气缸下降,上、下电极间放一把平锉刀,转动平锉,使上、下电极贴合面同时均匀修磨。

   

        

焊点中心有黑斑或烧伤

 

1、次级电流太大

2、电极压力太小

3、电极头不干净

4、工件材料有缺陷

1、焊接电流适当调小,焊接时间调长

2、顺时针调节减压阀,增加气缸压力

3、细砂纸裹在平锉上清理污物、油污

4、更换同类材料对比验证

焊点有裂缝

1、次级电流太大

2、电极压力太小

3、电极未对准或变形

4、工件厚度不相称

1、焊接电流适当调小,焊接时间调长

2、顺时针调节减压阀,增加气缸压力

3、用细砂纸磨平电极接触面积

4、调整焊接工艺,尽量对称焊接

 

E、焊机常见故障及可能原因:

故障现象

可能原因


电源开启,焊机无电(控制器电

源指示灯不亮)

1、控制箱保险管烧坏或松动。

2、电源进线接触不良

 

1、用万用表检查保险管座两端

2、从进线开关焊机接线端控制箱电源进线,依次用万用表检查电路的通断

踩下脚踏开关,气阀不动作

1、脚踏开关内开关坏或连线松动。

2、气阀线圈损坏

3、电路板开关输入电路坏

1、用万用表检查脚踏开关引出线两端是否断路。

2、用1个新的线圈替代检查

3、用新的电路板替代检查

踩下脚踏开关,气阀线圈动作,但气缸不动作

1、气阀内部太脏,气孔堵塞或阀芯卡死

2、气缸活塞密封件损坏

1、拆下气阀,用压缩空气吹净

2、在气缸不通气的情况下,用手拉动气缸,看是否灵活。

如不灵活,则需要拆开气缸,对气缸进行维修。

焊机动作正常,但无电流输出

1、检查开关是否置于“进行焊接”位。

2、电路板可控硅触发输出在故障。

3、可控硅断路

4、电流调节拨码开关损坏或接触不良。

1、控制箱面板检查。

2、用新的电路板替代检查

3、用万用表在可控硅输出两端检查电路的通断情况

4、拨动开关到其它数字,看是否有电流输出。或打开控制箱盖检查该拨码开后面引线是否断开。

 

特别强调焊机电极的维护和使用、装配:

   电阻焊机的电极(就是实施焊接的部分),及其电极安装座,都是用铜材制造(黄铜或紫铜、铜合金),在使用过程或更换电极时候,螺钉拧紧的接合面部分务必用细砂纸、纱布等清理干净,并检查接合面是否平整。如表面不干净或不平整,会导致局部导电,局部产生电腐蚀,减少了导电面积,影响焊接电流的稳定,同时造成电极的加快损耗。

 

焊机一开电源,即跳闸

1、供电漏电空气开关容量小或有故障。

 

 

2、焊机接地不良或在漏电

 

3、可控硅击穿,处于常通状态。

1、把焊机电流设定为最小,检查是否跳闸。逐渐增加电流,观察。如小电流不跳闸,大电流跳闸,则为容量偏小。

2、用万用表的红黑表笔接通机壳和地,看是指针否有偏转。

3、一般是可控硅单相导通,此时焊接变压器响声很大。

焊接电流很大,无法调节

1、可控硅烧穿

 

2、控制电路板故障或拔码盘损坏。

1、用万用表在可控硅输出两端检查电路的通断情况

2、用新电路板替代检查。拔码盘拨动到不同的数字位置检查每个数字电流输出是否相同。

焊接电流时大时小

1、电极装配不紧密接触不良或表面有油污。

2、控制电路板有故障

3、电源进线接触不良

1、检查电极的锁紧情况,用细砂纸清理电极表面油污。

2、用新电路板替代检查。

3、检查电源进线。

无法调节焊接压力(压力表指针不动)

1、气源二联体上调节压力旋钮损坏。

2、压力表损坏。

特别注意:调节压力旋钮在顺时针(加大压力)或逆时针(减小压力)调节前,一定先向上拉起黑色的旋钮。否则,会造成旋钮滑丝。滑丝后再旋转旋钮就不能进行压力的调节了。

焊机动作正常,但电流输出很小,焊接能力不足。

1、次极部分有短路存在

2、电源线太细或接触不良

3.变压器次极输出回路接触不良。

4.可控硅单硅导通,变压器直流磁化

1、在上下电极断开的情况下,用万用表测试上下机头的绝缘情况(指针偏转则为短路)。

2、检查次级铜板、电极接合部位的贴合紧固情况。根据焊机的功率大小,按要求选择电源线的规格。检查接线情况。焊机使用时间长后,铜板、铜带接触面有氧化皮,拆开螺丝用砂纸抛光,装配时候注意螺丝拧紧。

3、检查可控硅是否通路失灵。可控硅单硅导通反应为有变压器“嗡嗡”响声。

焊机尚未踩下踏开关或开关置于“焊头调整”位置时,有电输出

1.可控硅击穿造成通路。

2.开关失灵。

1、检查可控硅通断情况。

注意:更换可控硅时候,注意接入线路的螺丝一定拧紧,否则容易造成可控硅烧损。

2、更换开关。

     说明:  以上焊机故障和处理方法,是根据佛山市名焊机电公司的相关设备在生产过程发

      些的问题和维修解决办法,不代表对其它公司类似设备的处理意见。

 

   三、电阻焊机各种动力介质消耗量的计算

   电阻焊接设备通常使用的动力介质,一般指供电容量、压缩空气、冷却水等

根据车间使用电阻焊机的数量,每台焊机的额定功率(kva)、额定气体使用流量(升L/M分)、额定冷却水使用流量(升L/M分),结合相关设备所针对生产的产品性质,如工作频率,实际焊接通电时间等,计算出相应动力介质的理论配置数量。

1、电阻焊机的供电负荷计算:

①单相负荷与三相负荷同时存在时候,将单相负荷换算为等效的三相负荷。再与三相负荷相加。

②单相负荷换算,采用系数法,即一般交流电阻焊机,都属于单项(两条380V线路)供电。所以,多台焊机接入主线路时候,应在A、B、C三相线路上均衡分配接线。

③电阻焊机的单相负荷简易计算

   

        理论供电功率计算公式     P=PM× η%/PM 

 

   额定功率---PM,单位:KVA    η%电阻焊机的额定占载率(对于焊接时间在20个周波即0.4秒以下的一般点焊机,凸焊机,计算时占载率取η%=10%即可)

  对于多台电阻焊机(数量N台)使用同一个供电电源的车间,总的供电量计算公式如下:

按变压器温升极限计算供电变压器容量:

     

      供电变压器容量 S1= P×Nη%(1+0.5Nη%)   

       P--多台焊机理论供电功率之和。N--车间总的电阻焊机数量

      η%-平均额定占载率,一般取8-10%

     

 供电变压器容量 S2= P×(1+3  Nη%  )×∮/e   (KVA)

       P--多台焊机理论供电功率之和。N--车间总的电阻焊机数量

       η%-平均额定占载率,一般取8-10%,∮--供电变压器感抗压降(见下表)

       e--在以上∮感抗压降情况下的使用状态下变压器的电压降。

                         供电变压器感抗压降

  变压器容量(KVA)

50-150

200-500

500-2000

    ∮

  0.025

  0.04

 0.06

                    常用电阻焊机的配线参考表

   参数

一次电流

额定容量

电源进线

开关规格

保护器

地线规格

单位

A

KVA

   MM2

A

A

  MM2


100

35

16

100

75

4


100

50

25

100

75

6


125

63

25

125

100

10


150

75

50

200

150

10


175

100

65

250

200

16


200

125

75

250

200

16


280

150

75

300

250

16

  

 

 

 

 

   2、压缩空气源的选择

    空气压缩气源的供气压力应不小于0.8Mpa。根据设备的多少、每分钟工作的频率快慢,选

   择供气管的直径。

  3、冷却系统的选择

    电阻焊机大多数均需要冷却水进行强制冷却。冷却部件有变压器、晶闸管可控硅、二次

整流管(对于交流焊机没有此项)。焊接输出铜排、铜座、电极等部分的冷却。

    要求冷却水的温度不大于35°,水压不低于0.15Mpa。水流量应当符合焊机铭牌上的标

注参数。水质应当干净含钙化物少,否则时间长了会是水管内部直径变小,影响冷却效果。

   对焊机的各部分良好的冷却,可以提高焊机的使用寿命、使焊机的使用性能稳定,节省电极

  铜材的消耗。

   四、电阻点(凸)焊的质量控制

           影响电阻焊机焊接质量的主要因素及关系图示如下

 

    焊接设备性能            焊接技术和工艺因素         焊工熟练程度和责任心

 

     

       接头设计                焊接过程质量控制           材料的焊接性能

 

                           

                                 焊接接头质量

 

 

   技术图纸设计          焊接材料性能    电极因素         焊接压力

                                           

                                           材质          空气压力

  接头 形式              厚度              形状  

   叠加量                或直径        安装稳定度         加压机构

                                                         随动灵活度

   焊点距离                 材质

                                           表面磨光度       气压缓冲

   材料规格                 表面状况        对中(平)                         焊

      对称性                                程度

                                                                               接

   

  设备调整状态         焊接定位            加压时间       电压波动             质

  (参数、电极)                                          工装分流

                        焊接频率         焊接时间                              量

                                                          二次回路    

                                         保持时间                  

                       电极角度                          焊接变压器             

  设备维保状态                            连续        

  (加油、整理)                          休止时间          进线电缆

                                                             

              维护人员        操作人员       焊接控制器          焊接回路电流

 

                                        


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