第五節(jié) 焊機(jī)及焊接輔助工具

一、焊機(jī)

不同的焊接方法所采用的焊機(jī)有很大差別，本節(jié)以較為簡(jiǎn)單的焊條電弧焊焊機(jī)為例作簡(jiǎn)單介紹。

（一）對(duì)焊機(jī)（焊接電源）的要求

在焊條電弧焊焊接過(guò)程中，影響焊接質(zhì)量的因素除操作者以外，焊接電源也是一個(gè)重要的因素。為保證焊接質(zhì)量，對(duì)焊接電源提出如下要求：

（1）具有適當(dāng)?shù)目蛰d電壓。為保證焊接電弧的順利引燃和電弧的穩(wěn)定燃燒，焊接電源必須有一定的空載電壓。空載電壓是指焊接電源接通電網(wǎng)而焊接回路斷開(kāi)沒(méi)有引燃電弧時(shí)，焊接電源輸出端的電壓。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：弧焊整流器的空載電壓一般在90V以下，弧焊變壓器的空載電壓一般在80V以下。

（2）具有陡降的外特性。焊接電源在穩(wěn)定的工作狀態(tài)下，輸出端焊接電壓和焊接電流之間的關(guān)系稱(chēng)為焊接電源的外特性。具有陡降外特性的焊接電源不但能保證電弧穩(wěn)定燃燒，而且能保證短路時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的電流而燒毀焊機(jī)。陡降的外特性是指焊接電壓大時(shí)焊接電流變化卻不大。焊接電源的外特性可用曲線來(lái)表示，稱(chēng)為外特性曲線。

（3）具有良好的動(dòng)特性。在焊接過(guò)程中，由于操作者和外部因素，電弧長(zhǎng)度總在不斷變化之中。焊接電源的動(dòng)特性是指弧焊電源對(duì)電弧這樣的動(dòng)負(fù)載所輸出的電流、電壓和時(shí)間的關(guān)系。它表示弧焊電源對(duì)負(fù)載瞬變的快速反應(yīng)能力，對(duì)電弧的穩(wěn)定性、熔滴過(guò)渡、飛濺和焊縫成形都有影響。

（4）具有良好的調(diào)節(jié)特性。在焊接過(guò)程中，要面對(duì)不同的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、厚度、焊接位置和焊條直徑，所以要求弧焊電源能提供合適的焊接參數(shù)，即在一定的電壓范圍內(nèi)能均勻、連續(xù)、方便地進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（二）焊接電源的種類(lèi)和型號(hào)

1．焊接電源的種類(lèi)

這里的焊接電源指的是焊條電弧焊電源，主要有弧焊變壓器、弧焊整流器（包括逆變弧焊電源）、直流弧焊發(fā)電機(jī)。其中直流弧焊發(fā)電機(jī)現(xiàn)在用得較少，只少量用于野外施工。常用焊接電源的分類(lèi)如表1-2所示。

2．弧焊電源的型號(hào)

弧焊電源的型號(hào)表示如圖1-14所示。常用焊機(jī)型號(hào)的意義如表1-3所示。

3．焊機(jī)銘牌

焊機(jī)銘牌有時(shí)不止一塊，它標(biāo)明了焊機(jī)的名稱(chēng)、型號(hào)、主要技術(shù)參數(shù)、絕緣等級(jí)、適用標(biāo)準(zhǔn)，并且可供安裝、使用、維護(hù)等工作參照。同時(shí)標(biāo)明制造廠家、生產(chǎn)年月、出廠編號(hào)、出廠日期等。

銘牌中的主要參數(shù)有：

（1）負(fù)載持續(xù)率。通過(guò)負(fù)載持續(xù)率來(lái)表示焊機(jī)的工作狀態(tài)。因焊機(jī)工作時(shí)的溫升不僅與焊接電流有關(guān)，而且與焊機(jī)的工作狀態(tài)有關(guān)，而焊機(jī)連續(xù)和斷續(xù)焊接時(shí)的溫升是不同的。在焊條電弧焊的斷續(xù)負(fù)載工作（需要換焊條、清理等）時(shí)，負(fù)載持續(xù)時(shí)間t對(duì)整個(gè)工作周期T的百分比稱(chēng)為負(fù)載持續(xù)率。即

負(fù)載持續(xù)率=t/T×100%

對(duì)于500A以下的焊機(jī)，工作周期定為5min，斷續(xù)工作時(shí)，負(fù)載持續(xù)（電弧燃燒）3min，則

負(fù)載持續(xù)率=3/5×100%=60%

有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，焊條電弧焊焊機(jī)的額定負(fù)載持續(xù)率為60%，輕便型焊機(jī)的額定負(fù)載持續(xù)率可取15%、25%、35%。

實(shí)際工作時(shí)的負(fù)載持續(xù)率稱(chēng)為實(shí)際負(fù)載持續(xù)率。

（2）額定電流。焊機(jī)在額定負(fù)載持續(xù)率下工作時(shí)，允許使用的最大焊接電流為額定電流。額定電流與額定負(fù)載持續(xù)率成反比。由于實(shí)際負(fù)載持續(xù)率與額定負(fù)載持續(xù)率往往有出入，故實(shí)際焊接電流與額定電流不同，可按以下公式計(jì)算：

許用焊接電流=額定電流×在選定工作周期內(nèi)負(fù)載時(shí)間/工作周期（%）

銘牌中一般會(huì)列出幾種不同負(fù)載持續(xù)率時(shí)的許用焊接電流。

（3）一次電壓。一次電壓是指焊機(jī)的輸入電壓，即焊機(jī)需要的電網(wǎng)電壓，一般是380V，少量是220V。

（4）功率。功率是指焊機(jī)工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)輸入焊機(jī)的電能，即單位時(shí)間內(nèi)焊機(jī)的輸入電壓和輸入電流的乘積，單位是kW。額定功率是焊機(jī)在額定狀態(tài)下的輸入功率。

（三）焊條電弧焊焊機(jī)的選擇及使用

1．焊機(jī)形式的選擇

主要根據(jù)焊接構(gòu)件來(lái)選擇焊機(jī)形式。一般構(gòu)件用酸性焊條焊接，可選弧焊變壓器（一般用梯形動(dòng)鐵芯式）和整流器；重要構(gòu)件必須使用堿性焊條焊接，選用弧焊整流器，最好使用逆變式弧焊整流器。

2．焊機(jī)容量的選擇

焊機(jī)容量大小的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際所需焊接電流的大小來(lái)確定。焊接電流的調(diào)節(jié)范圍應(yīng)滿足使用要求，即按所需焊接電流和實(shí)際負(fù)載持續(xù)率核定焊機(jī)的額定電流。

3．焊條電弧焊焊機(jī)的安全操作規(guī)程

（1）焊機(jī)的輸入動(dòng)力線的截面積應(yīng)足夠大，其允許的電流值應(yīng)大于或稍大于焊機(jī)的一次額定電流；導(dǎo)線長(zhǎng)度適宜，一般不超過(guò)3m。焊機(jī)的接線柱等導(dǎo)電或帶電部分不得外露，應(yīng)有良好的安全防護(hù)。

（2）焊機(jī)安裝使用前應(yīng)清除灰塵，檢查絕緣電阻，確保絕緣良好，并有良好的接地或接零裝置。安放要平穩(wěn)，使用環(huán)境要干燥，通風(fēng)良好，焊機(jī)應(yīng)與技術(shù)說(shuō)明書(shū)的規(guī)定相符。焊機(jī)在使用、搬運(yùn)中要防止劇烈碰撞與震動(dòng)；露天使用時(shí)必須防止沙塵、雨、雪進(jìn)入。

（3）在室外臨時(shí)使用時(shí)，應(yīng)按臨時(shí)動(dòng)力線架設(shè)要求布線，且不得沿地面拖拉，高度不低于2.5m。臨時(shí)工作完畢應(yīng)立即拆除動(dòng)力線。

（4）安裝焊機(jī)時(shí)，必須有單獨(dú)使用的開(kāi)關(guān)，其位置應(yīng)便于操作，通道暢通無(wú)障礙物。當(dāng)開(kāi)關(guān)電路超負(fù)荷時(shí)，能自動(dòng)切斷焊機(jī)。工作完畢，必須立即切斷電源。

（5）要注意防止焊接時(shí)的飛濺或漏電引起的電火花造成火災(zāi)或爆炸。焊接場(chǎng)地如果有粉塵飛揚(yáng)、易導(dǎo)電的氣體或腐蝕性氣體、濕度大，必須做好隔離防護(hù)。

（6）焊機(jī)外殼上禁止放置工具和其他物品。焊鉗不得放置于工件和電源上，以免起動(dòng)電源時(shí)發(fā)生短路。焊機(jī)應(yīng)定期檢查保養(yǎng)。焊機(jī)的安裝、檢修應(yīng)由專(zhuān)業(yè)電工負(fù)責(zé)。

二、其他焊接工具

（一）電焊鉗

電焊鉗是用來(lái)夾持焊條，并把焊接電流傳送至焊條進(jìn)行電弧焊的工具，如圖1-15所示。對(duì)電焊鉗的總體要求是安全、輕便和耐用。鉗口材料要有高導(dǎo)電性和一定的機(jī)械強(qiáng)度；焊鉗與焊接電纜的連接必須緊密牢固；夾緊焊條的彈簧壓緊裝置要有足夠的夾緊力，并且操作方便；焊工手握的膠木手柄及鉗口外側(cè)的耐熱絕緣保護(hù)片，要求有良好的絕緣性能和強(qiáng)度。在使用時(shí)，要保證電焊鉗與電弧焊電源配套，防止電焊鉗或焊條和焊接工作臺(tái)發(fā)生短路；避免使用剩余長(zhǎng)度過(guò)短的焊條，以避免電弧燒壞電焊鉗。

（二）焊接電纜

焊接電纜是電弧焊機(jī)和電焊鉗及焊條之間傳輸焊接電流的導(dǎo)線。專(zhuān)業(yè)焊接軟電纜是用多股銅細(xì)絲制成的導(dǎo)線，并外包橡膠絕緣。使用時(shí)，焊接電纜和電焊鉗、電纜接頭的連接必須緊密可靠。焊接時(shí)不可將電纜盤(pán)繞成圈狀，以防止產(chǎn)生感抗，影響焊接電流。

（三）面罩

面罩是焊工焊接時(shí)防止面部灼傷，便于觀察焊接狀態(tài)的一種遮蔽工具，有手持式及頭盔式兩種（見(jiàn)圖1-16）。面罩上的濾光玻璃分為6個(gè)型號(hào)，即7～12號(hào)，號(hào)數(shù)越大，顏色越深。焊條電弧焊一般選用8～10號(hào)為宜。

（四）焊工手套、絕緣膠鞋、工作服和平光眼鏡

焊工手套、絕緣鞋和工作服（見(jiàn)圖1-17）是為防止弧光、火花灼傷和防止觸電所必須穿戴的勞動(dòng)保護(hù)用品。清渣時(shí)，為防止熔渣損傷眼睛，必須佩戴平光眼鏡。

（五）輔助工具

焊接的相關(guān)輔助工具如圖1-18所示。

（1）角向磨光機(jī)。用于清除焊件坡口的銹蝕物、打磨焊縫等。

（2）鏨子。用于清除焊渣、飛濺物和焊瘤。

（3）鋼絲刷。用于清除焊件表面的鐵銹、污物和焊渣。

（4）銼刀。用于修整焊件坡口的鈍邊、毛刺和焊件根部的接頭。

（5）烘干箱。是烘干焊條的專(zhuān)用設(shè)備，其溫度可按需要調(diào)節(jié)。

（6）焊條保溫筒。是焊工現(xiàn)場(chǎng)攜帶的保溫容器，用于保持焊條干燥度，可以隨焊隨取。

（7）敲渣錘。是兩端制成尖鏟形和扁鏟形的清渣工具。

（8）焊縫萬(wàn)能量規(guī)。焊縫萬(wàn)能量規(guī)又叫焊縫檢驗(yàn)尺，是一種精密量規(guī)，用于測(cè)量焊前焊件的坡口角度、裝配間隙、錯(cuò)邊量及焊后焊縫的余高、焊縫寬度和角焊縫尺寸等，如圖1-19所示。

使用焊縫萬(wàn)能量規(guī)時(shí)，應(yīng)避免磕碰劃傷，保證尺面清潔，用完后應(yīng)放入封套內(nèi)保存。