氩气工作原理
(1)JR-G20型管道电加热器结构
JR-G20型管道电加热器是由多支管状电加热元件、筒体、导流板等几部分组成,管状电热元件是在金属管内放入高温电阻丝,在空隙部分紧密地填入具有良好绝缘性和导热性能的结晶氧化,采用管状电热元件做发热体,具有结构,热效率高,机械强度好,耐腐、耐磨等特点。筒体内安装了导流隔板,能使空气在流通时受热均匀。
(2)工作原理
JR-G20型管道电加热器采用数显温度调节仪、固态继电器和测温元件组成测量、调节、控制回路,在电加热过程中测温元件将管道电加热器出口温度电信号送至数显温度调节仪进行放大,比较后显示测量温度值,同时输出信号到固态继电器输入端,从而控制加热器,使控制柜具有良好的控制精度和调节特性。利用联锁装置可远距离启动、关闭管道电加热器。详见电气原理图(另附图)。
安装使用
控制柜应安装在干燥通风,便于操作的地方。管道电加热器外壳、控制柜外壳应可靠接地,管道电加热器应水平安装,底座螺母要拧紧使其与推车连接稳固。
本体与外接管道安装时,应注意进出口方向。
管道电加热器在使用前应测量电源接入端子与金属外壳绝缘电阻不得低于2MΩ,使用环境相对湿度不大于85%。电源线的出、入端应牢固可靠,不得松动。
使用前首先检查电源线、测温元件输出连线是否正确,控制柜元器件、螺母是否松动损坏,如有异常及时拧紧或更换,确认无误后可通电试车。主要步骤如下:
1、合上进出口开关,电源指示灯亮,数显表控制灯亮并显示所测温度指示值。
2、温度的设定(详见仪表说明书)
3、温度设定好之后,如无异常情况即可按下"加热器工作"按钮,交流接触器吸合,固态继电器进线端得电,由数显控温表所输出PID信号控制管道电加热器工作。初次开机时,可能出现温度过冲现象,但逐渐趋向恒定范围之内。
维护保养
JR-G20型管道电加热器特别是控制部分,系精密仪器,运输时要小心轻放,严禁冲击、撞打。筒体部分应合理吊装,以免变形损坏内部发热元件。管道电加热器及控制柜放在库内,严禁淋雨。
常见故障
故障一:电源指示灯不亮,数显表不工作,电压表无指示。
检查进出口开关是否合上,控制回路熔丝是否完好。
故障二:加热器温度不上升。
检查熔断器是否完好,电加热器是否损坏?
故障三:三相不平衡。
1)检查三相进线电压是否缺相。
(2)打开管道电加热器防护罩,用万用表检查单支电热元件是否断路,然后用配套扳手更换,更换时特别注意不损坏橡胶垫圈,万一损坏了橡胶垫圈,一定要使用完好的橡胶垫。
保焊指二氧化碳或氩气保护的焊接方法,不用焊条用焊丝。CO2焊效率高,氩气保护焊主要焊铝、钛、不锈钢等材料。埋弧焊是用焊丝焊接,焊剂保护。焊剂像沙子把电弧埋住。主要用于焊接厚板。气保焊危害是电弧和灰尘对焊工的影响很大。
由焊接火花引发的燃烧爆炸事故。
· 由焊接火焰或烛件引起的、事故。
· 焊接过程中发生的触电事故及高空坠落事故。
· 焊工在作业中会引起血液、眼、皮肤、肺部等发生病变。
· 焊接中焊工常受到的辐射危害有强光、红外线、紫外线等。焊接中的电子束产生的X射线,会影响焊工的身体。
· 焊接过程中,由于高温使金属的焊接部位、焊条、污垢、油漆等蒸发或燃烧,形成烟雾状蒸气粉尘,引起中毒。
· 焊接中产生的高频电磁场会使人头晕疲乏。
焊接作业的危害,并非不可避免 。只要每位焊工在作业中都严格遵守焊割作业安全规程,这些危害都可以得预防。
氩弧焊危害
氩弧焊主要应用于铝及铝合金、铜及铜合金、镁及镁合金、钛及钛合金、高温合金等焊接,在许多重要的工业部门都有广泛的应用。氩弧焊除了与焊条电弧焊相同的触电、、火灾以外,还有高频电磁场、点击放射性和比焊打电弧焊强得多的弧光伤害 。
二氧化碳保护焊危害
CO2气保焊接区域的污染按形成方式不同,分为化学污染和物理污染两大类。
化学污染
化学污染是指CO2气保焊接过程中产生的有害气体和烟尘。进行CO2气保焊接时,在焊接区域,电弧周围会产生一些有害物质。
CO2气保焊接产生的有害物质可分为两类,一类是有害气体,主要是二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、(NO2)和臭氧(O3)。一类是烟尘,其主要成分是三氧化二铁(Fe2O3)、二氧化硅(SiO2)和氧化锰(MnO)等。这些有害物质,除了二氧化碳是为了保护电弧和熔池,从焊枪中喷出的,焊接没有用完而残存在焊接区域周围,其余的有害物质都是从焊接电弧和焊接熔池中产生出来的。
物理污染
物理污染主要包括:CO2气保焊高温电弧光产生的紫外线、红外线等。
滤筒式移动焊烟净化器,将万向吸气臂对准焊烟产生的点。通过系统产生的负压,将焊烟中产生的粉尘和有毒有害气体吸入净化器中,进行收集。滤筒式移动焊烟净化器有着广泛的应用。它方便灵活,便于移动。能满足各种灵活的工况。
高负压焊烟除尘器,主要将50mm口径的软管与焊机头直接连接。焊机工作时除尘器工作,焊机停止时除尘器也停止。这样保证在使用小风量的同时,有效的处理焊烟。另外高负压焊烟除尘器可以连接长20m的软管,可以有效的和自动焊机头等连接。克服了移动式吸气臂需要手工移动位置的不足。正在的做到了自动化,并且收集净化效果显著。
氩气机工作原理:
1) 升压变压器;图中变压器为24:70,将307电压升高约3倍。
2) 采用4倍压整流电路;如图(C11~C14、D11~D14)来产生高压:①当升压变压器(T1)初级流过一正脉冲电流时(电压值为U),N2产生一上正下负(正向)的感应电动势,并给电容C14充电,使电容C14的端电压也为U,(方向如图);且由于线圈续流和D14的作用,在主变中无电流流过时,C14也不能放电;②升压变压器流过一等值的负脉冲电流时,在N2上产生一上负下正的感应电动势(值为U),给C11充电,使得C11上的压降VC11=VC14+U感应=2V,方向如图;③升压变压器T1再流过一正脉冲电流时,N2上又产生上正下负的感应电动势,这时,电容C13充电,端电压VC13=VC11+U感应-VC14=2V,方向如图;④升压变压器的电流方向再次改变,使得N2上的感应电动势方向为上负下正,这时,电容C12得到电能,且VC12=VC13+VC14-VC11=2V,方向如图,这样,在A、B间便形成了4U的压降。
(3) 高频振荡发生器:(由L3(N3)、C5、放电嘴组成)
①A、B两点的压降达到4V(V为逆变器输出电压,约1KV),给电容C15充电;
②放电嘴因高压击穿放电,此时,相当于短路L3、C15;
③L3、C15产生高频振荡,f=L/2π√LC
④由于输出能量的不断补充,使得每隔一定时间,L3、C15便产生高频振荡电流,并通过T4次级输出到输出。由于T4上要通过高频高压的电流,其技术参数要求严格,它的质量是起弧难易,焊接效果的决定性因素。
控制
输出回路中有高频高压电流后,保证了起弧,可如果防护不当,高频高压电流便会反向击穿二次整流中的整流管,甚至损坏主变T1初级线圈所联接的电路,而且,高频高压只是在起弧时使用,起弧后,便不再需要,所以,需适时断开高频高压发生器,其控制电路如图3所示
①防干扰控制:在输出端的正负极间接有压敏电阻与电容,其对于高频高压电流来说明相当于短路同时,正负端都接有抗高频的电感线圈,这样,就控制了高频高压电流反窜到二次整流的电路中,只在输出端形成回路。同时,接在正极与机壳间的电阻(压敏)和电容也能有效地防止高频电流及其它干扰。
②高频高压电流的产生与关断控制:高频高压电流的产生与关断都由继电器J控制,手开关全上时,把S2合上,这时,电路工作,输出约56伏的直流电压,它使继电器动作,吸合JA,使高频高压电路工作,产生高频高压电流输出,引起电弧,电弧一引起,输出回路便出现大电流,流经电抗器(电感线圈);由于电感的续流作用,能使电抗器正端(图中A点)电压降到很低的电位(甚至为负值),这时,继电器被可靠地断开,高频高压发生器停止工作,完成了对高频高压电流的控制。
增压起弧控制
为了保护轻易起弧,提供焊接质量,氩弧焊机还在输出端增设了一个增压起弧的装置,其利用高频高压发生器的变压器的另一组次边作为增压变压器,使得高频高压发生器工作时,也同时抬高了输出端的电压,保证起弧,起弧后,增压装置也随着高频高压电流发生器一起被断开。
氩弧焊的起弧采用高压击穿的起弧方式,先在电极针(钨针)与工件间加以高频高压,击穿氩气,使之导电,然后供给持续的电流,保证电弧稳定。
氩弧焊机在主回路、电源、驱动电路、保护电路等方面的工作原理是与手弧焊机是相同的。在此不再多叙述,而着重介绍氩弧焊机所特有的控制功能及起弧电路功能。
手开关控制
氩弧焊机要求氩气先来后走,而电流则后来先走(相对气而言),这此都是通过手开关控制实现的。
由图1知:当焊机主开关合上后,电源工作,给控制电路提供了24V的直流
电。手开关未合上时,24V直流电通过电阻R5使Q2导通,CW3525芯片的8脚经过T形滤波器(L5、C5组成,抗干扰用)对地短路,此时,CW3525处于封波状态,电路无输出;手开关合上时,24V直流电通过电阻R4、R8使Q1导通,Q2基极被拉低而关断,24V直流电通过电阻R6、R7使Q3导通继电器J3A吸合,使控制气体供给的电磁阀工作,给焊接供气。而8脚电位由于缓起动电阻,电容的作用缓慢增长,经过一定时间,CW3525开始工作,电路开始输出功率。这样,电流就较气延时供给延时时间由缓起动动阻、容值决定)。
氩气保护气体
1)保护气体
① Ar、He,② Ar+He的混合气体。其中,Ar和He按一定比例混合使用时,可获得兼有两者优点的混合气体。特别适合焊接铝及其合金、铜及其合金等热敏感性的高导热材料。
氮气可用于铜及其合金的焊接。N2可单使用,也常与Ar混合使用。N2来源广泛,价格便宜,焊接成本低;但焊接时有飞溅,外观成形不如Ar + He保护时好。
2)焊丝
焊丝直径一般在0.8~2.5mm。焊丝直径越小,焊丝的表面积与体积的比值越大,杂质相对较多,可能引起气孔、裂纹等缺陷。因此,焊丝使用前必须经过严格的清理。
焊接工艺
(1)焊前准备
焊前准备主要有设备检查、焊件坡口的准备、焊件和焊丝表面的清理以及焊件组装等。焊前表面清理工作是焊前准备工艺的重点。
1)化学清理 化学清理方式随材质不同而异。例如铝及其合金焊前行脱脂去油清理,然后用NaOH溶液进行脱氧处理,再用HNO3溶液酸洗光化,其清理工序可参见有关手册。
2)机械清理 机械清理有打磨、刮削和喷砂等,用以清理焊件表面的氧化膜。对于不锈钢或高温合金焊件,常用砂纸磨或抛光法;对于铝合金,用细钢丝轮、钢丝刷或刮刀。机械清理方法生产率较低。
(2)工艺参数
MIG焊的主要焊接工艺参数是:焊丝直径、焊接电流、电弧电压、焊接速度、喷嘴直径、氩气流量等。
喷嘴孔径为20mm左右,氩气流量约在30~60L/min范围内。电流种类和极性,则采用直流反接,有利于电弧稳定,并充分发挥"阴极破碎"作用。
MIG焊可以进行半自动焊接或自动化的焊接,其应用范围较广。
氩弧焊,是使用氩气作为保护气体的一种焊接技术。 又称氩气体保护焊。就是在电弧焊的周围通上氩气保护气体,将空气隔离在焊区之外,防止焊区的氧化。
氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上,利用氩气对金属焊材的保护,通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池,使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术,由于在高温熔融焊接中不断送上氩气,使焊材不能和空气中的氧气接触,从而防止了焊材的氧化,因此可以焊接不锈钢、铁类五金金属
非熔化极
工作原理及特点:非熔化极氩弧焊是电弧在非熔化极(通常是钨极)和工件之间燃烧,在焊接电弧周围流过一种不和金属起化学反应的惰性气体(常用氩气),形成一个保护气罩,使钨极端部、电弧和熔池及邻近热影响区的高温金属不与空气接触,能防止氧化和吸收有害气体。从而形成致密的焊接接头,其力学性能非常好。
熔化极工作原理及特点 :焊丝通过丝轮送进,导电嘴导电,在母材与焊丝之间产生电弧,使焊丝和母材熔化,并用惰性气体氩气保护电弧和熔融金属来进行焊接的。它和钨极氩弧焊的区别:一个是焊丝作电极,并被不断熔化填入熔池,冷凝后形成焊缝;另一个是采用保护气体,随着熔化极氩弧焊的技术应用,保护气体已由单一的氩气发展出多种混合气体的广泛应用,如以氩气或氦气为保护气时 称为熔化极惰性气体保护电弧焊(在国际上简称为MIG焊);以惰性气体与氧化性气体(O2,CO2)混合气为保护气体 时,或以CO2气体或CO2+O2混合气为保护气时,统称为熔化极活性气 体保护电弧焊(在国际上简称为MAG焊)。从其操作方式看,目前应用广的是半自动熔化极氩弧焊和富氩混合气保护焊,其次是自动熔化极氩弧焊。
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