云南省焊工作業(yè)人員培訓(xùn):焊接過(guò)程中送絲速度和焊接電流的關(guān)系
焊工是一種特種作業(yè)工種,從事焊工相關(guān)規(guī)定工作必須持證上崗,熔化焊接與熱切割特種作業(yè)操作證每3年需要復(fù)審一次。一人一證持證上崗,全國(guó)通用。
考試形式:本人參考、單人單桌、分為理論科目和實(shí)操科目,滿分均為100分,及格分均為80分。
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焊工短期技能培訓(xùn)內(nèi)容:
第一周:焊工基礎(chǔ)(電焊工安全操作規(guī)范及設(shè)備工具的安全使用)手工電弧焊操作技能培訓(xùn)(例如:手工焊接設(shè)備、焊接材料、工具。各種焊接位置的操作技能,單面焊雙面成型技術(shù)的操作技巧)。
第二周:氧、乙炔焊接與切割,等離子弧切割(氣焊與切割設(shè)備的使用及安全操作規(guī)程),各種厚板、薄板氣焊與切割操作技巧。
第三周:手工鎢極氬弧焊技術(shù)(例如:氬弧焊設(shè)備及工具的安全使用和安全操作規(guī)程);氬弧焊焊接厚、薄板各種焊接位置的安全操作技巧;常用有色技術(shù)材料,例如:鋁合金材料的焊接技巧。
第四周:二氧化碳?xì)怏w保護(hù)電弧焊技術(shù)(例如:二氧化碳焊接設(shè)備、設(shè)備工具的安全操作規(guī)程);二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接位置的操作技巧。
焊接過(guò)程中送絲速度和焊接電流的關(guān)系
所有的半自動(dòng)二氧化碳焊機(jī)上都有電壓和電流調(diào)節(jié)旋鈕(抽頭式的二氧化碳焊機(jī)的電壓調(diào)節(jié)是轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān))。一體式焊機(jī)(送絲機(jī)裝在主機(jī)內(nèi)部的)的電流調(diào)節(jié)旋鈕裝在主機(jī)面板上;分體式焊機(jī)(送絲機(jī)獨(dú)立出來(lái),通過(guò)電纜和主機(jī)聯(lián)接的)電流調(diào)節(jié)旋鈕裝在送絲機(jī)上。電壓調(diào)節(jié)有兩種方式:對(duì)于晶閘管整流和逆變焊機(jī)是用電位器調(diào)節(jié),對(duì)于抽頭式焊機(jī),電壓是通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)。
二氧化碳焊接過(guò)程穩(wěn)定的首要條件是焊絲的送進(jìn)速度與熔化速度相等。熔化焊絲的能量是主機(jī)提供的,主機(jī)輸出的功率越大焊絲熔化的越快。對(duì)于晶閘管整流的焊機(jī),輸出功率是調(diào)節(jié)晶閘管的導(dǎo)通角;對(duì)于逆變焊機(jī),輸出功率是調(diào)節(jié)脈沖寬度;對(duì)于抽頭式焊機(jī)則是調(diào)節(jié)輸出電壓。按常識(shí)理解,功率是電壓與電流的乘積,調(diào)節(jié)焊機(jī)的輸出功率就等于調(diào)節(jié)了焊接電流,那為什么說(shuō)二氧化碳焊的焊接電流要通過(guò)調(diào)節(jié)送絲速度來(lái)實(shí)現(xiàn)呢?
這個(gè)問(wèn)題可以從兩個(gè)方面解釋:
一、電流是在回路(通路)中產(chǎn)生的,
二、電流是以時(shí)間為參考的一個(gè)度。
在電路處于開(kāi)路(斷路)的情況下,不管電壓有多高電流總是等于零。而在這種情況下,該電路的端電壓就是電源的電動(dòng)勢(shì)E,可以用電壓表在A、B 兩點(diǎn)測(cè)得。我們可以認(rèn)為這是焊機(jī)的空載電壓。因該電路構(gòu)不成回路,所以電路中就沒(méi)有電流,在電阻R兩端也就不會(huì)產(chǎn)生電壓。(電阻R表示焊接弧源系統(tǒng)中電源的內(nèi)阻與傳輸電纜損耗壓降之和。電源內(nèi)阻是由變壓器的漏抗和對(duì)整流部件導(dǎo)通角以及開(kāi)關(guān)器件脈沖寬度的調(diào)節(jié)產(chǎn)生的)。
如果把A、B兩點(diǎn)短路,或在這兩點(diǎn)間接一電阻RH,電路就有電流產(chǎn)生。
電路中RH是焊接電流通過(guò)電弧和熔滴與工件短路瞬間產(chǎn)生的壓降,也稱負(fù)載電阻。從上面的分析可以知道,R和RH的值越小,電路中的電流就越大,反之則越小;而電源的電動(dòng)勢(shì)E的作用則相反。前面講過(guò),R是焊接回路中固有的電阻。對(duì)于抽頭式焊機(jī),主變壓器的初、次級(jí)制做成緊密耦合的結(jié)構(gòu),以得到小的漏抗來(lái)滿足二氧化碳焊接平特性的要求。在這種焊機(jī)中,我們可以認(rèn)為R是不變的,而是通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)切換抽頭來(lái)改變電源的空載電壓E。在晶閘管控制的焊機(jī)和以IGBT做為開(kāi)關(guān)的逆變焊機(jī)中,變壓器沒(méi)有可調(diào)整的抽頭,可以認(rèn)為回路中的E是個(gè)常數(shù)?梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整晶閘管的導(dǎo)通角和調(diào)節(jié)IGBT的開(kāi)通—判斷的比例來(lái)調(diào)節(jié)回路中的R。對(duì)于該回路中R、E對(duì)電流的大小的作用我們通常是容易理解也容易關(guān)注的。但對(duì)RH的作用往往沒(méi)有給予足夠的關(guān)注。這就是我們要講的第二個(gè)問(wèn)題——電流是以時(shí)間為參考的一個(gè)度。焊機(jī)輸出功率的大小不能只靠調(diào)節(jié)電源電壓來(lái)實(shí)現(xiàn),還取決負(fù)載的狀況。在二氧化碳焊過(guò)程中,焊絲在電弧中通過(guò)兩種形式對(duì)工件(焊縫)進(jìn)行熔敷—— 一、短路過(guò)渡;二、細(xì)滴過(guò)渡。短路過(guò)渡的頻率一般在100次/秒左右,細(xì)滴過(guò)渡頻率則更高。焊絲做為一個(gè)電極(設(shè)其為A點(diǎn)),工件做為另一極(B點(diǎn))。當(dāng)電弧引燃后,這個(gè)焊接電弧就是RH的一部分,RH的另一部分就是焊絲的熔滴過(guò)渡。以短路過(guò)渡來(lái)講,送絲速度越快,短路過(guò)渡的頻率就越高,也就是在單位時(shí)間內(nèi)為這個(gè)回路提供通路的機(jī)會(huì)就越多,這就使等效電阻RH就越小,這時(shí)我們就看到電流也大起來(lái)。
另外,二氧化碳焊使用的焊絲比較細(xì),電流密度大,而且配合的是平特性的電源,焊接過(guò)程是電弧自身調(diào)節(jié)作用占絕對(duì)主導(dǎo)地位。在焊絲送進(jìn)過(guò)程中平特性的電源加大了焊絲的熔化速度,使我們?cè)诰植可袭a(chǎn)生了調(diào)節(jié)送絲速度就調(diào)節(jié)了焊接電流的概念。
綜上所述,二氧化碳焊的焊接電流大小,是由E、R、和RH共同作用的結(jié)果。只不過(guò)在這個(gè)系統(tǒng)中,E和R相對(duì)適應(yīng)范圍寬一些,而RH的變化在系統(tǒng)中則較為敏感。為保持焊接過(guò)程的穩(wěn)定和較小的飛濺,在做到焊絲熔化速度與送絲速度匹配的情況下,我們要經(jīng)常調(diào)整送絲速度,由于這個(gè)過(guò)程造成了焊接電流的改變,我們就把調(diào)整送絲速度習(xí)慣地叫做調(diào)節(jié)焊接電流。
假如我們以為焊接電流只有靠送絲速度來(lái)調(diào)節(jié),為了增加焊接電流一味地增加送絲速度,就會(huì)出現(xiàn)“頂絲”現(xiàn)象。焊接過(guò)程中就會(huì)感覺(jué)到焊槍在往后推,而且焊接過(guò)程不連續(xù),干伸注就會(huì)整段地?zé)t—爆斷—燒紅—爆斷,發(fā)出啪、啪的爆炸聲。反過(guò)來(lái),為了減小電流,只是降低送絲速度,焊接過(guò)程也不連續(xù),同時(shí)伴有很大的飛濺。此時(shí)覺(jué)得焊槍無(wú)力,焊縫也堆得很高,沒(méi)有熔深。為了達(dá)到好的焊接效果,有經(jīng)驗(yàn)的焊工都是電壓和電流(送絲速度)配合調(diào)節(jié),并一邊聽(tīng)焊絲過(guò)渡的聲音一邊觀察焊縫的狀態(tài)。一般初學(xué)者可參考二氧化碳焊接電弧特性曲線公式來(lái)調(diào)節(jié),即:UH=15+0.04I (式中UH代表電弧電壓; I代表焊接電流)。例如:焊接電流在200A時(shí),電弧電壓就應(yīng)在23V左右。這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)可以通過(guò)電源上的電壓表和電流表讀到。這里要說(shuō)明的是,由于焊接回路中,焊接電纜的壓降以及各連接點(diǎn)的接觸電阻存在的原因,電壓表的讀數(shù)有所偏大。
使用某一直徑的焊絲,在焊接過(guò)程中,不是只有一個(gè)穩(wěn)定的工作點(diǎn)。例如φ1.2mm的焊絲在短路過(guò)渡狀態(tài)時(shí),電流可從90A~150A調(diào)節(jié),電壓的范圍則在19V~23V之間;在顆粒過(guò)渡狀態(tài)下電流可達(dá)到160A~400A,電壓可工作在25V~38V。