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自动埋弧焊机控制电路及其维修
作者:佚名  来源:本站整理  发布时间:2008-3-26 22:26:09

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 mz-1-1000a、mz-1-1000b型自动埋弧焊机由弧焊电源、机头2大部件组成。
  根据电弧焊理论,电弧之所以能维持燃烧,主要原因是在焊丝的熔化过程中存在着自动调节过程。对高质量要求的焊缝来说,仅依靠电弧的自身调节作用是不够的。目前,大多数埋弧焊机都采用了“强迫调节”方式,这种方式是依靠外力改变送丝速度,使弧长在受扰动时“强迫”弧长恢复。
  电弧强迫调节系统,一般是采用电弧电压ua作为反馈的变速送丝调节系统(采用电弧电压的原因是,它能间接反映出电弧长度而又容易取出)。图1为电弧电压反馈送丝调节系统的原理框图。

  这是一个闭环控制系统。电弧电压采样,与给定值比较后的差值经放大去控制送丝电机,最后调节电弧的长度。其调节过程可用图2来说明。
  设电弧的原始工作点为a点,由于扰动弧长升高使工作点变化到b点,相应的电弧电压由ua升到ub,这一变量反馈到系统中,送丝电机加快输送焊丝,使弧长降低,工作点恢复到a点。反之,扰动使弧长变低(至c点)时,系统调节焊丝输送速度变慢,使弧长升高到原长度。

1 电路分析
  自动埋弧焊机电气控制结构原理框图见图3。电路实际弧压反馈式送丝自动调节系统、小车调速控制及起动与停止控制3大部分。

1.1 弧压反馈式送丝系统
  该系统的组成为图3虚线框内部分,其中包括“指令电压” 、“采样” 、“比较” 、“换向” 、“特性控制” 、“触发”及晶闸管主电路等。该部分的电气原理图如图4所示。

   焊丝工作过程

  按照焊机的一般工作要求,焊丝在起动前必须先调整到与工件微接触短路状态(空载起弧时,先慢送丝,使空载刮擦后产生微接触).焊丝与工件短路时,电弧电压为零.之后送丝系统会控制送丝电机进行下面的工作过程:快速反抽起弧---弧压升高,反抽速度逐步减慢下送---弧压继续升高至稳定值,送丝速度逐步增加至v送=v熔.
1.1.2  信号处理
  电路中,"指令电压"、“采样”与“比较”等部分为信号处理环节。电位器rp*1输出电弧电压手指令值ugoua为电压实际值,通过电阻r3、r4、r
、及二极管vd6组成的“采样”电路将ua转换成反馈信号ufo指令电压ug与反馈电压uf在rp*1﹑r4及vc、vd19、r6等组成的电路中“比较”即反向叠加后,在a、b点及c、d点输出2种信号uab与ucd。uab﹑ucd同ug﹑ua的关系如图五所示。
1.1.3  换向电路

  该电路的作用是当焊丝在反抽起弧结束转入到送丝焊接时,由继电器k4切换送丝电机方向。晶体管v2﹑v1的作用是将uba信号放大,驱动k4动作。在起弧开始阶段,“比较电路”中ug>ufouba为“+”,v1导通v2截至,k4处于释放状态,k4常闭触头接通送丝电机电枢回路,送丝电机转向为抽丝状态。随着电弧电压的建立,uf升高并逐步抵消ug,uba亦随之减小至零。这时v1因无基极电流而截至,v2导通,k4吸合,电机得主电路由k4常闭触点转为常开触点接通,电机电枢电压方向改变,转向随着改变,使焊丝转入下送状态,正常焊接时uf>ug,uba为负,k4维持在吸合状态。
1.1.4   特性控制电路
  比较电路的另输出信号ucd主要用来控制送丝电机的速度。在这个信号输出至触发电路前必须考虑2个问题:一是电弧电压对焊丝输送控制灵敏度,因为这是一个闭环控制系统,系统灵敏度必须恰当,灵敏度过高会造成系统振荡,无法焊接,过低则弧长稳定性能差。二是换向继电器k4在起弧的翻转过程中触点不带电流,以防烧坏触头。这就要求uba为0附近区域触发电路不工作。图6表示了ug﹑ua与转速n之间的关系,显然在ua与ug1(或ug2)近似相等的附近区域,转速n为0。
  电路中电位器rp*13﹑rp*14控制图6中特性曲线的斜率,即△n/△ua,它反映出系统的控制灵敏度。开关二极管vd19由ucd控制其开通与关断,在uba为0的附近区域vd19关断,使触发器不工作。

1.1.5   触发电路
  由单结晶体管vf4与电容c6等元件组成移相振荡器,移相角度由晶体管v3按特性要求控制。触发器的输出脉冲由脉冲变压器t3耦合至晶闸管vt1。
1.1.6  晶闸管回路
电路中晶闸管vt1接受t3的触发脉冲,移相触发导通,控制送丝电机m1的转速,k4的触头状态决定m1的方向。
电路中的电阻r19﹑电位器rp*59组成电枢电压负反馈,以提高电机的机械特性硬度。
1.2  焊车调速电路
  该电路见图7。它与送丝电路不同之处是:

  a.电机m2转速由焊接速度电位器rp*2人为调节决定。
  b.电路除电枢电压负反馈外还增加了电流正反馈,反馈量分别由电位器rp*49与rp*51调节。电源电压负反馈提高高速时的机械特性硬度,电流正反馈则主要为了改善低速特性。
1.3  起停控制电路
  该电路具有空载刮擦起弧与定电压熄弧功能。如图8所示。
  起弧分2种状态。短路起弧时,按住启动按钮sb*1,继电器k2﹑k3吸合,焊机即进入正常起弧。空载起弧时焊丝不接触工作,按住sb*1后k3吸合,电源输出空载电压,较高的空载电压使干簧继电器k1吸合,k1的常开触头将继电器k2线圈短路,k2不能吸合,k2常开触点切断r4﹑rp*1“比较回路”,使该电路输出减小,焊丝以正常速度的1/5左右缓慢下送(由rp*46调整),直至焊丝与工件短路,电弧电压跌落至0,k1释放,k2吸合,电路进入正常的起弧与焊接状态。
  停止焊接时,按下“停止”按钮sb*2,其常闭触点sb*2-1切断送丝与小车行走的主电路,焊丝停送后,电弧拉长,电弧电压升高。sb2-2常开触头短接电阻r2,使k1的吸合电压降至52v电弧电压,k2线圈被k1常开触头短路而释放,焊接停止。电弧在52v时熄灭,使焊丝既不会烧坏导电嘴又不会粘在工件上。

2 维护修理
  焊机的安装,接线应严格按规定进行,焊机在使用一段时间后应进行检查与护理,当主控板元件有更换时应能按要求进行工作点调整,这些内容在产品使用说明书中已有详细介绍。

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