WSE系列方波交流焊機(jī)的使用與維修

李憲臣，蔣應(yīng)田，高學(xué)朋，王利波

(遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001)

WSE系列方波交流焊機(jī)的使用與維修

李憲臣，蔣應(yīng)田，高學(xué)朋，王利波

(遼寧石油化工大學(xué)，遼寧 撫順 113001)

WSE晶閘管電抗器式矩形波交／直流焊機(jī)可以實(shí)現(xiàn)多種焊接工藝。在無焊機(jī)電路圖紙的情況下，根據(jù)焊機(jī)無輸出空載電壓的故障現(xiàn)象，以焊機(jī)的基本工作原理為指導(dǎo)，分析故障原因，最終確定焊機(jī)無電壓輸出為控制電路板上整流器虛焊所致。

矩形方波；焊機(jī)維修；WSE系列焊機(jī)

0 前言

根據(jù)電流方向，電焊機(jī)分為直流焊機(jī)和交流焊機(jī)。直流焊機(jī)因電流方向不變，電弧中導(dǎo)電粒子始終向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)而電弧穩(wěn)定好。但是在焊接過程中，也會(huì)產(chǎn)生磁偏吹問題而限制其應(yīng)用。交流電源電流方向按一定頻率和波形反復(fù)變化，不產(chǎn)生磁偏吹，相應(yīng)產(chǎn)生焊接缺陷的機(jī)率更小。傳統(tǒng)的交流弧焊電源是一個(gè)特殊變壓器，在焊接過程中焊機(jī)輸出電壓是典型的正弦波，其電流因焊接回路的感抗而產(chǎn)生一定的畸變[1]。由于正弦波交流電固有的波形特性，在電流過零時(shí)刻出現(xiàn)電弧熄滅現(xiàn)象，在熄滅過程中電弧空間中的正負(fù)離子將產(chǎn)生復(fù)合，導(dǎo)致電弧的再引弧困難，電弧穩(wěn)定較差。當(dāng)采用交流焊機(jī)焊接堿性焊條時(shí)，電弧很難穩(wěn)定燃燒。為了改善堿性焊條的穩(wěn)弧性能，可以在焊條藥皮中加入苛性鉀，如焊條J426、J506。雖然焊條藥皮中加入苛性鉀可以采用交流焊機(jī)進(jìn)行焊接，但實(shí)際應(yīng)用表明，其穩(wěn)弧性能仍是不盡人意。

采用矩形波交流電能夠加快電流在過零點(diǎn)附近的速度，減小電弧熄滅時(shí)間，從而提高電弧穩(wěn)定，可以用于堿性焊條的焊接。根據(jù)矩形波交流電的原理和主要器件的不同，分為逆變式、晶閘管電抗器式和數(shù)字開關(guān)式三種[1]。

1 焊機(jī)介紹

遼寧石油化工大學(xué)工程訓(xùn)練中心在20世紀(jì)90年代初從沈陽工業(yè)大學(xué)興華焊接設(shè)備廠購置了兩臺(tái)容量分別為200A和500A的WSE焊機(jī)[2]，用于鋁浮盤的氬弧焊接。后因種種原因，該焊機(jī)出現(xiàn)故障后停止使用。WSE系列焊機(jī)是晶閘管電抗器式矩形波交流弧焊機(jī)，其組成如圖1所示。主電路由變壓器、晶閘管橋和直流電抗器組成。通過晶閘管橋的開關(guān)和直流電抗器的儲(chǔ)能作用，將正弦波交流電轉(zhuǎn)變成矩形波交流電。根據(jù)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，該焊機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)兩種焊接方法的十種工藝，分別為鎢極氬弧焊的直流氬弧焊、脈沖直流氬弧焊、矩形方波交流氬弧焊、脈沖矩形交流方波氬弧焊；焊條電弧焊的直流正極焊條電弧焊、直流反接焊條電弧焊、脈沖直流正接焊條電弧焊、脈沖直流反接焊條電弧焊、矩形方波交流焊條電弧焊、脈沖方波交流焊條電弧焊。該焊機(jī)功能多，在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯，因此修復(fù)該焊機(jī)對(duì)于實(shí)驗(yàn)室工作非常重要。

圖1 晶閘管電抗器式矩形波交流電源基本原理

該焊機(jī)工作原理簡單，電流控制系統(tǒng)采用單結(jié)晶體管脈沖變壓器式，控制電路簡單。由于設(shè)備出廠時(shí)間較久，電氣原理圖早已丟失。

2 故障發(fā)現(xiàn)和維修

(1)WSE-500M焊機(jī)故障與維修。

將焊機(jī)外殼拆開檢查發(fā)現(xiàn)，高頻引弧系統(tǒng)的控制繼電器缺失，鎢極氬弧焊槍的控制線面板插座缺失，且斷線。排除完可見問題后，焊機(jī)通電測(cè)試。當(dāng)將焊機(jī)控制面板電源開關(guān)合上后，焊機(jī)風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)正常。將功能開關(guān)打到焊條電弧焊，測(cè)試焊機(jī)輸出空載電壓為零，說明焊機(jī)主電路不通。從圖2可以看出，檢查主變壓器的輸出端電位就可確定主變壓器的工作情況。利用萬用表交流電壓檔測(cè)試主變壓器輸出電壓為76 V。說明主電路不通，主要是晶閘管不通，有兩種原因：一是晶閘管沒有被觸發(fā)，二是晶閘管損壞。通過斷開晶閘管接線后測(cè)試表明，晶閘管正常。分析原因是主電路晶閘管沒有被觸發(fā)。檢查控制電路板，在徹底清掃電路板灰塵后，卸下電路板將電路板排線觸頭進(jìn)行氧化膜清理維護(hù)后重新安裝。再次給焊機(jī)通電，焊機(jī)輸出空載電壓。將焊機(jī)功能開關(guān)打到氬弧焊后測(cè)試焊機(jī)空載電壓也能正常輸出，高頻引弧器工作正常。通過調(diào)節(jié)焊接參數(shù)調(diào)節(jié)旋鈕，焊機(jī)輸出電流可以改變，焊機(jī)恢復(fù)所有功能。

(2)WSE-200M焊機(jī)故障與維修。

將焊機(jī)外殼拆卸檢查，焊機(jī)內(nèi)部不缺少器件，焊機(jī)面板上的脈沖電流、基值電流等多個(gè)調(diào)節(jié)滑變電阻損壞。更換損壞滑變電阻后給焊機(jī)通電，當(dāng)合上電源開關(guān)后，焊機(jī)冷卻風(fēng)扇正常工作。但是，不論在TIG狀態(tài)還是手弧焊狀態(tài)，都無空載電壓輸出。采用與WSE-500M同樣的主電路檢查后，晶閘管沒有觸發(fā)信號(hào)。

圖2 焊機(jī)主電路

由于無焊機(jī)電路圖紙，只能根據(jù)焊機(jī)控制電路板輸出端、控制變壓器、晶閘管控制線、焊機(jī)面板上的各電位器以及開關(guān)等元件接線的編號(hào)進(jìn)行測(cè)試與連線關(guān)系繪制。各部件接線關(guān)系如圖3所示。

通過對(duì)控制電路板上各關(guān)鍵部位的電位和電壓波形測(cè)試顯示，電路板上的集成塊輸入端無電壓信號(hào)。變壓器輸出端9、10、11號(hào)線是為控制板供電，控制板所有器件用電應(yīng)該為直流電壓，控制板端線9、10、11號(hào)電壓正常。該電壓由整流器和穩(wěn)壓集成電路來提供。由此可判斷，故障點(diǎn)可能是整流器或穩(wěn)壓集成電路損壞，也可能是焊點(diǎn)虛焊。由于器件表面無燒損現(xiàn)象，首先考慮器件焊點(diǎn)情況，采用放大鏡仔細(xì)查看兩個(gè)器件的焊點(diǎn)后發(fā)現(xiàn)虛焊的可能性較大，重新焊接整流器的焊點(diǎn)。完成后給焊機(jī)通電，中間繼電器信號(hào)燈亮，繼電器動(dòng)作，焊機(jī)輸出空載電壓，焊機(jī)主電路晶閘管工作，焊機(jī)恢復(fù)正常。

通過施焊測(cè)試，焊機(jī)輸出電流偏小，沒有達(dá)到焊機(jī)的額定輸出。根據(jù)文獻(xiàn)[2]可知，該焊機(jī)電流調(diào)節(jié)是采用單結(jié)晶體管產(chǎn)生脈沖觸發(fā)晶閘管，電流小是單結(jié)晶體管的電位調(diào)節(jié)不合理造成的。將控制板上的所有可調(diào)電位器調(diào)至中間位置后，調(diào)試電流輸出和分別調(diào)節(jié)每一個(gè)電位器，測(cè)試焊機(jī)輸出電流的變化趨勢(shì)，確定控制單結(jié)晶體管電位的電位器，再通過調(diào)節(jié)焊機(jī)面板上焊接參數(shù)調(diào)節(jié)電位器來最終調(diào)整控制板上各電位器的最佳位置。

3 使用

焊機(jī)修復(fù)后，經(jīng)過鎢極氬弧焊、焊條電弧焊的十種焊接工藝測(cè)試，滿足設(shè)計(jì)要求。兩款焊機(jī)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)《焊條電弧焊工藝及操作實(shí)驗(yàn)》得到了應(yīng)用。

圖3 各部件接線關(guān)系

4 結(jié)論

(1)焊接設(shè)備需定期保養(yǎng)，注意內(nèi)部電路防塵、防潮，嚴(yán)格按照設(shè)備使用說明使用，提高使用壽命。

(2)加強(qiáng)高校實(shí)驗(yàn)室設(shè)備維修，提高利用率，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量提高。

[1]鄭宜庭，黃石生.弧焊電源(第三版)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.

[2]杭爭翔，劉桂秋.方波交流脈沖鎢極氬弧焊機(jī)的研制[J].焊接，1995(10)：18-21.

Maintenance and using of WSE series square waveform AC welder

LI Xian-chen，JIANG Ying-tian，GAO Xue-peng，WANG Li-bo
(Liaoning Shihua University，F(xiàn)ushun 113001，China)

WSE SCR(silicon controlled rectifier)reactor type rectangle waveform AC／DC welder can realize various welding technologies.When there is no circuit diagram of the welding machine，according to the malfunctions of the welding machine without output of noload voltage.Under the basic principle of welder，analysis the cause，confirm the fault that the Welding machine without voltage output caused by virtual welding of rectifier in control circuit boards.

rectangular square waveform；maintenance of welder；WSE series welder

TG434.2

B

1001-2303(2012)04-0051-03

2011-07-25

李憲臣(1968—)，男，山東禹城人，學(xué)士，主要從事焊接技能培訓(xùn)工作。