焊接机器人的基础知识小分享

     焊接设备的组成焊接设备包括焊接能量设备、焊头和焊接控制系统。

1焊接能源设备

        用于提供焊接所需的能量。 常用的是各种弧焊电源，也称电焊机。 其空载电压为60~100伏，工作电压为25~45伏，输出电流为50~1000安培。

在手工电弧焊过程中，电弧长度经常发生变化，导致焊接电压发生变化。 为了使焊接电流稳定，所用弧焊电源的外特性应是陡降的，即随着输出电压的变化，输出电流应变化很小。

熔化极气体保护焊和埋弧焊可采用特性平坦的电源，其输出电压在电流变化时变化很小。

        弧焊电源一般包括弧焊变压器、直流弧焊发电机和弧焊整流器。 弧焊变压器提供交流电，应用广泛。 直流弧焊发电机提供直流电，制造更复杂，消耗更多材料，并且效率较低。 它们有逐渐被弧焊整流器取代的趋势。

弧焊整流器是20世纪50年代发展起来的直流弧焊电源，采用硅二极管或晶闸管作为整流器。 20世纪60年代出现的由大功率晶体管组成的晶体管式弧焊电源，可以实现较高的控制精度和优良的性能，但成本较高。

电阻焊最简单的焊接能源设备是电阻焊变压器，空载电压范围为1至36伏，电流为几千至数万安培。 配备这种焊接能源设备的焊机称为交流电阻焊机。其他还有低频电阻焊机、直流脉冲电阻焊机、电容储能电阻焊机和二次整流电阻焊机。

2个焊头

        其作用是将焊接能源设备输出的能量转化为焊接热，并不断送入焊接材料，同时机头本身向前移动，实现焊接。 手工电弧焊所用的焊钳必须随着焊条的熔化而不断地手动向下送入焊条，并向前移动以形成焊缝。 自动焊接机具有自动送丝的机构和使机头前进的机头行走机构。 常用的有两种：台车式和悬挂式。 电阻点焊和凸焊的焊头是电极及其加压机构，用于对工件施加压力和通电。 缝焊还有传动机构带动工件移动。 对焊需要静态和动态夹具和夹具夹紧机构，以及移动夹具焊接设备和镦锻机构。

3焊接控制系统

        其功能是控制整个焊接过程，包括控制焊接工艺和焊接规范参数。 一般交流弧焊机没有控制系统。 高效或精密焊接机由电子电路、数字电路和微处理器控制。

焊接设备知识问答

1.什么是焊接电源？

答：焊机中，供给焊接所需电能并具有适合焊接的电气特性的设备称为焊接电源。

2、为什么对弧焊电源有特殊要求？ 有什么要求？

答：为了保证焊接电弧稳定燃烧，适应各种焊接工艺要求，对弧焊电源有以下特殊要求：

<1>弧焊电源的静态特性（或外特性）——即稳态输出电流与输出电压的关系，具有下降特性（恒流特性）和平坦特性（恒流特性）电压特性）。

A、焊条电弧焊、TIG焊、碳弧气刨电源的外特性为降（恒流）特性；

B、CO2/MAG/MIG弧焊电源的外特性为平坦特性（恒压特性）。

<2>弧焊电源动态特性——负载状态瞬时变化时（如熔滴短路过渡、颗粒过渡、射流过渡等），弧焊电源的输出电流与输出电压的关系电源和时间是用来确定响应负载瞬变的能力（即动态响应能力）的特性，简称“动态特性”。

<3>空载电压——引弧前电源显示的电压。

<4>调整特性——改变电源的外特性以适应焊接规范的要求。

3、为什么弧长变化时电弧电压也变化？

答：由弧焊电源的外特性决定，电弧越长，弧压越高； 电弧越短，电弧电压越低。

4、为什么CO2焊时焊丝伸出长度变化时电流显示值也变化？

答：焊丝伸出长度越长（即干伸长度），焊丝电阻越大，电阻热消耗的电流越大，焊接电流显示值越小，也越小实际焊接电流。 因此，焊丝的伸出长度一般设定在12--20mm范围内。

5、为什么CO2/MAG/MIG焊接时焊接电流和电弧电压需要严格匹配？

答：CO2/MAG/MIG焊接时，调节焊接电流，即调节焊丝送丝速度； 调节电弧电压——即调节焊丝的熔化速度； 显然，焊丝的熔化速度和送丝速度必须相等才能保证稳弧焊接。

<1>焊接电流一定时，若将电弧电压调高，焊丝熔化速度加快，电弧长度增加，熔滴不能正常过渡，一般有大颗粒飞出，导致飞溅增加。

<2>焊接电流一定时，电弧电压调低，焊丝熔化速度降低，电弧长度缩短，焊丝深入熔池，出现较大的飞溅，焊缝成型不良。

〈3〉焊接电流与电弧电压最佳匹配效果：熔滴过渡频率高、飞溅极小、焊缝形状美观。

6.什么是电弧刚度？

答：在热收缩、磁收缩等效应作用下，电弧沿电极轴线伸直的程度。

7、焊接电弧为什么会出现侧吹现象？

答：焊接过程中，由于气流的干扰、磁场的影响或焊条偏心的影响，导致电弧中心偏离电极轴线。

8.什么是磁偏转？

答：直流电弧焊时，电弧偏吹是由焊接电路中的电磁力引起的。 通过改变地线位置或减小焊接电流和改变焊条角度，可以减少磁吹的影响。

9、CO2电弧系统的自调节特性是什么？ 为什么要使用细焊丝进行 CO2 焊接？

答：在等速送丝系统下，当电弧长度发生变化时，电流和熔化速度都会发生变化，从而使电弧长度恢复功能成为电源电弧系统的自调节功能。 所用焊丝直径越细，电弧的自调节作用越强，电弧越稳定，飞溅越少。 这就是CO2焊细丝的原理。 通过先进的控制技术，唐山松下CO2焊机具有最好的电弧自调节性和最稳定的性能。

10.焊机的负载承受率是多少？

答：负载持续率是指焊接电源在一定电流下连续工作的能力。 国家标准规定手工焊接的额定负载持续率为60%，自动或半自动焊接为60%和100%。 例如：500KR2焊机在额定负载持续时间60%时额定电流为500A。 当实际负载持续时间为100%（自动焊接）时，其最大焊接电流≤387A。

11.焊枪的负载持续时间是多少？

答：是指焊枪在一定电流下连续工作的能力。

<1>例如：350KR焊枪CO2焊接时额定负载持续时间为70%时，额定电流为350A； 实际负载持续时间为100%（自动焊接）时，其最大焊接电流≤290A。 MAG焊接时，额定负载持续时间为35%。 实际负载持续时间100%时，最大焊接电流≤207A。

<2>又如500KR焊枪，CO2焊时额定负载持续时间为70%，额定电流为500A； 实际负载持续时间100%（自动焊接）时，其最大焊接电流≤418A。 MAG焊接时，额定负载持续时间为35%。 实际负载持续时间100%时，最大焊接电流≤296A。

12.正确的连接方法是什么？

答：直流电弧焊时，焊件接焊机输出正极，焊枪（焊钳）接输出负极的连接方法称为“正极连接” ，也称为正极性。

13.什么是反接方法？

答：直流电弧焊时，焊件接焊机输出端负极，焊枪（焊钳）接输出端正极的接线方式称为“反接法”，又称反极性。 碱性焊条（Knot 507等）、碳弧气刨、CO2焊均采用反接方法。

14、为什么直流TIG焊的二次输出回路要接直流正极？ 哪些金属材料适合焊接？

答：直流电接正极时，钨电极为负极，阴极区发射电子。 温度较低，钨电极不易烧毁，因此可采用较大的焊接电流。 适用于焊接碳钢、不锈钢、铜、钛及难熔活性金属钼、铌、钽等。

15、铝、镁及其合金为什么要采用交流TIG焊？

答：直流反接时，钨电极为正极，产生动能较大的阳离子，撞击铝、镁及其合金表面的氧化膜，起到清洗作用； 当钨电极处于阳极区域时，温度很高，钨电极被严重烧毁。 较大的焊接电流不能用于正常焊接。 采用交流方波电源，正半波加热工件，负半波清理氧化膜，实现铝、镁及其合金的高质量焊接。

16.什么是初始电流（初始电流）？

答：在合弧“开”状态下，按下焊枪开关切换至起弧电流； 松开焊枪开关切换到焊接电流。

<1>TIG焊时，起始电流小于焊接电流，用于预热并引导电弧和焊丝指向焊接起始点。 松开焊枪开关，切换到正常焊接。

<2> MIG焊铝时，起始电流比焊接电流大20-30A，减少了焊接起始点未熔合的情况。

<3> MIG焊接不锈钢和钢，起始电流等于焊接电流。

17.什么是关弧电流？

答：在合弧“开”状态下，第二次按下焊枪开关时的电流一般小于焊接电流的40-60%。 无论TIG/MIG/MAG/CO2焊，都是在焊缝末端进行填充电弧。 减少电弧弧坑缺陷（如弧坑裂纹等）。

18.什么是上升时间？

答：TIG焊时，从启动电流到焊接电流的过渡时间。 MIG 焊接时，从基极电流到脉冲电流的时间。

19.下降时间是多少？

答：TIG焊时，从焊接电流到收弧电流的过渡时间。 MIG 焊接时，从脉冲电流到基极电流的时间。

20.什么是脉冲焊接电流？

答：TIG 或 MIG 脉冲焊接时的峰值电流。

21.什么是焊接电流基值？

答：TIG或MIG脉冲焊时的最小电流（TIG焊时调节焊接电流旋钮）。

22.什么是气滞时间？

答：焊接电弧熄灭后，保护气体延时0.3-5秒才停止供气； 一般来说，铝、不锈钢、钛等金属的TIG焊延时和气停时间长达3-5秒。

23.什么是电弧点焊？

答：对于薄板搭接接头，采用TIG/MIG/MAG/CO2焊接方法，使用一定的焊接电流，在设定的时间内形成表面熔核，将上下板连接起来。