【正文】 ，提高了焊接低合金高強度鋼抗裂紋的能力。 6） 當 CO2 電弧焊采用短路過渡形式時，可用于立焊、仰焊和全位置焊接。 7) 電弧可見性好有利于觀察，使焊絲對準焊縫位置。尤其是在半自動焊時可以較容易地實現(xiàn)短焊縫和曲線焊縫工作。 8) 操作簡單，容易掌握。 第三節(jié) CO2 焊接參數(shù)的選擇 CO2 電弧焊主要用于焊接低碳鋼及低合金鋼等黑色金屬。在電弧焊接時，由于熔池表面沒有熔渣覆蓋， CO2 氣流又有較強的冷卻作用，因而熔池金屬凝固的較快，但其中氣體來不及逸出時，就容易在焊縫中產(chǎn)生氣孔。 可能產(chǎn)生的氣孔主要有 3 種：一氧化碳氣孔、氫氣孔、氮氣孔。 在我國普遍采用 H08Mn2SiA 焊絲來焊接低碳鋼和低合金鋼，此焊絲含碳量低，而且有足夠的 Mn 和 Si,出去脫氧作用外，剩余部分留在焊縫中，提高了焊縫的力學性能 7 和抗裂性 能。 工件壁厚小于 3mm，屬于薄壁板，焊絲直徑 ? ，一般以短路過渡進行焊接。其特點是電壓低、電流小，適合于焊接薄板以及進行全位置焊接。焊接薄 板時，生產(chǎn)效率高、變形小。而且操作上容易掌握，對焊工技術水平要求不高。此外由于焊接參數(shù)小，焊接過程光輻射、熱輻射和煙塵輻射等都比較小。 CO2 焊接 薄板時，應保證焊縫成形和不燒穿。顯然應減少焊接電流。為保證小電流的焊接穩(wěn)定，往往采用細焊絲。在這種情況下，如果選用較高的電弧電壓，必然獲得大滴過渡，由于焊絲端頭的大溶滴不斷搖擺和電弧斑點的跳動，而使得電弧不穩(wěn)定和引起焊縫成形不良。為克服這一現(xiàn)象，常對電弧電壓降低。直到行程穩(wěn)定的短路過渡。短路 —— 燃弧過程交替變換，燃弧階段電弧熱直接加熱焊絲與母材，而短路階段只在焊絲伸出部分因?qū)щ姸a(chǎn)生電阻熱。可見，在短路焊接過渡焊時，對母材及焊絲的加熱過程都有周期性的特點。這就保證了薄板材料在燃弧電流時加熱熔化，而在短路時熔 池凝固，得到較小的熔深，有利于薄板焊接。表 21 是 3 種不同直徑焊絲的短路過度焊接參數(shù)，此時的飛濺最小，焊接過程穩(wěn)定?？紤]到焊接效率和焊接電纜的長度等因素，實際的焊接電流范圍均比表 21 所示的要大一些。 表 21 不同直徑焊絲典型的短路過渡焊接參數(shù) 焊絲直徑 /mm 電弧電壓 /V 18 19 20 焊接電流 /A 100 110 120 135 140 180 焊接速度對焊縫內(nèi)部與外觀的質(zhì)量都有重要影響。當焊接速度增加時，將焊縫熔寬，熔深和堆積高度都相應降低。當焊接速度過快時，會使氣體保護的作用受到破壞，易使焊縫產(chǎn)生氣孔。同時焊縫的冷卻速度也會相應提高，因而降低了焊縫金屬的塑性的韌性，并會使焊縫中間出現(xiàn)一條棱，造成成形不良。當焊接速度過慢時，熔池變大，焊縫變寬，易因過熱造成焊縫金屬組織粗大或燒穿。因此 焊接速度應根據(jù)焊縫內(nèi)部與外觀的質(zhì)量選擇。 氣體流量大小取決于接頭型式板厚、焊接規(guī)范及作業(yè)條件等因素。通常細絲焊接時氣流量為 515 L/min，粗絲焊接時為 2025 L/min。 焊絲伸長度。合適的焊絲伸出長度應為焊絲直徑的 1020 倍。焊接過程中，盡 8 量保持在 1020 ㎜范圍內(nèi)，伸出長度過大時，容易發(fā)生過熱而成段熔斷，飛濺較大、焊縫成形惡化，焊接過程不穩(wěn)定，難以操作。同時，焊絲伸出長度較大時，噴嘴母材之間的距離較大，因此氣體保護效果差，甚至可能產(chǎn)生氣孔。相反，焊絲伸出長度減小時，焊接電流增加，弧長 略變短，熔深變大，焊接飛濺金屬大量粘附到噴嘴內(nèi)壁。同時，還妨礙觀察電弧，影響焊工操作。當伸出長度過小時，容易使導電管過熱而夾住焊絲，甚至燒毀導電嘴，使焊接過程不能正常進行。 由工件厚度： 13mm 查《焊接工藝手冊》焊絲直徑： 焊接電流： 120 135A 焊速： 2030m/h 電弧電壓： 1923V 氣體流量： 612L/min 選擇焊機： E200 氣體保護焊機 輸入電壓： 380V 空載電壓： 1731V 工作電壓： 1624V 額定電流 ： 130A 工作電流： 30200A 焊絲直徑： 送絲速度：：推絲 第四節(jié) CO2 焊接的起弧和收弧 在自動焊時，噴嘴 —— 母體之間的距離不好控制，這個距離過大，則氣體保護效果惡化。當焊絲以一定速度沖向母材時，往往把焊槍頂起，結果使焊槍遠離母材，從而破壞了正常保護。起弧時切忌在焊絲和工件接觸時按下焊槍按鈕。在這種情況下起弧，往往造成很大的飛濺，并可使導電嘴堵塞，結果使焊絲和導電 嘴粘在一起，還可能出現(xiàn)返燒，甚至燒毀導電嘴。起弧之前應該在焊絲端頭與工件表面之間保持一定距離的情況小按焊槍按鈕。 起弧處由于工件的溫度較低，所以，熔深較淺。另外，由于焊接過程不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生缺陷。為防止這種缺陷的影響，要求在工件旋轉 180 度后，繼續(xù)旋轉一定角度，多焊接 25mm。補償起弧那段時間的焊接缺陷。 二氧化碳焊接引弧的狀態(tài)如圖 22 所示。起動后，焊絲送進并逐漸接近母材，一旦與母材接觸，電源將提供較大的短路電源，利用在 A 點附近的焊絲爆斷，進行引弧。如果在 B 點 爆斷，由于 AB 的距離超過電弧可能保持的最大 弧長，則電弧立即熄滅，引弧失敗。所以在 A 點爆斷是引弧成功的必要條件。 9 圖 22 接觸引弧時的狀態(tài) 當焊接電流較大時，在焊道結束的部位總要產(chǎn)生凹坑，稱為火口。則焊縫的幾何形狀不良和影響焊接強度外，還極易產(chǎn)生裂紋和氣孔等缺陷，所以必須填滿火口。另外，還要避免焊絲與工件粘合或者焊絲與導電嘴粘合等。還需要收弧。一般都以短路過渡形式填充火口。為了防止焊絲與工件粘合，應該先停絲，利用送絲機的慣性減速送進，焊接電源延時大約 (這時電 源電壓可以稱為火口填充電壓，還可以進一步降低，以便去掉焊絲端頭球滴） 查《焊接工藝手冊》確定引弧時控制開關接通 ,收弧時控制開關接通 。 第三 章 旋壓輪焊接機設計 第一節(jié) 自動焊機主要的組成部分 1）焊接裝置： 焊接設備的主要組成部分。 2）氣源裝置： 為入槍氣缸和壓緊氣缸提供氣源。 10 3）焊槍伸出機構： 帶動焊槍對工件焊接。 4）工件旋轉與壓緊機構： 夾緊工件時旋轉工件，圓周焊接。 5）電氣控制柜： 對設備狀態(tài)操作和監(jiān)控。 6）門裝置： 焊接時防止吹風影響焊接效果及焊接的安全性。 7）設備支架： 各種配件的載體。 第二節(jié) 控 制對象 主要的控制對象有：一臺步進電機；四個電磁換向閥；外接一臺松絲焊接機器 。 控制要求： 1） 利用開關信號和 PLC控制電磁換向閥，實現(xiàn)對氣缸的順序控制，從而實現(xiàn)工件的定位夾緊。 2） 通過行程開關和 PLC控制步進電機的驅(qū)動器及焊槍，實現(xiàn)工件的焊接過程。 第三節(jié) 電氣控制方式的要求 根據(jù)客戶所需，該焊接設備電氣系統(tǒng)主要有以下 5 點要求： 1）氣壓傳動方式： 工件的夾緊和焊槍的進給都采用氣壓傳動。 2）無級調(diào)速 : 調(diào)節(jié)帶動工件旋轉的電動機速度，保證焊接工藝的要求。 3） 自動焊接工作方 式： 自動焊接時，工作流程如圖紙所示。 11 4）可視化操作： 能方便的對焊接設備進行操作和監(jiān)控。 5） 運 行 穩(wěn)定可靠 ： 故障率低，維修方便。 在以下章節(jié)中將對各種要求的解決方案和主要元件以及軟件的設計做相應的介紹。 第四節(jié) 自動焊機的控制流程 控制過程：按下啟動按鈕 SB2,氣泵運轉，氣瓶充氣， 待 壓力穩(wěn)定到 后，按下 SB4,二氧化碳焊機接通電源，指示燈亮（調(diào)節(jié)焊機的送絲速度和電流的大?。?。按下按鈕 SB5，單控二位三通電磁換向閥 YA1 得電，氣動回路主閥開關接通，氣動回路通氣，等待各氣缸復位（復位沒有嚴 格要求，只要便于安裝工件即可）放好工件。按下按鈕 SB6， 單控二位五通電磁換向閥 YA2 得電，定位缸伸出， 接近 開關 SQ1接通 ，電磁換向閥 YA3 得電，夾緊缸伸出，夾緊工件后回路壓力升高，當壓力上升到壓力開關 SP1 的調(diào)整壓力時，單控二位五通電磁換向閥 YA4 得電 ,帶動雙焊槍的氣缸同時伸出，在兩氣缸行程端部有 接近 開關 SQ SQ3。當 接近 開關的指示燈都亮起時，發(fā)出信號，同時 PLC 的定時器 T1開始計時，時間設定為 10s,等待時間到， KM3通電焊槍起弧，同時 PLC 發(fā)送 47000 個脈沖給步進電機驅(qū)動器 ， 步進電機旋轉。 PLC定時器 T201 計時，計時到 時 ,KM3 斷電，流過焊絲的電流轉化為正常的焊接電流 ， PLC 內(nèi) 特殊功能繼電器 M8029 在脈沖發(fā)送結束后 ， KM3 通電，焊槍收弧，同時計時器計時，時間設定為 ，時間到， KM3 斷電，停止焊接，等待 15S 后， YA YA4失電，定位缸復位，焊槍伸出缸復位。步進電機反轉，回到原點。 YA3 失電，松開焊件，取走工件放好下一個毛胚，繼續(xù)加工。 12 第四章 電氣系統(tǒng)硬件設計 針對系統(tǒng)電氣方面提出的各種要求，這里主要介紹對于系統(tǒng)要求解決的方案，和部分電路的設計。 第一節(jié) 氣動回路的設計 工件在焊接時，需要采用夾緊裝置夾緊才能焊接，同時入槍也需要上下伸縮。這里采用氣壓傳動，而不采用液壓傳動，因為和液壓傳動相比氣壓傳動有以下優(yōu)點： 1） 氣壓傳動的工作介子為空氣，空氣可以從大氣中取之不盡，將用過后的氣體排入大氣，排氣方便，不會污染空氣； 2） 宜于遠距離傳動和控制。由于空氣的黏性很小，在管路中傳動的阻力損