QQ在线:2252282194
邮 箱:sales@756bj.com
现代焊接设备
时间:2024-09-28 20:59 点击: 次
现代焊接设备种类繁多,以下是一些常见的类型及其特点:
一、弧焊设备
手工电弧焊(SMAW)设备
组成部分
弧焊电源:是手工电弧焊的关键设备,为焊接电弧提供电能。常见的弧焊电源类型有交流弧焊电源和直流弧焊电源。交流弧焊电源结构简单、成本低,适用于一般的低碳钢等材料焊接;直流弧焊电源电弧稳定性好,可用于焊接多种金属材料,特别是对焊接质量要求较高的合金钢、有色金属等。
焊钳:用于夹持焊条并传导电流,其结构应保证良好的导电性、散热性和夹持力,使焊工能够方便、稳定地进行焊接操作。
焊接电缆:连接弧焊电源与焊钳以及弧焊电源与工件,需要有良好的导电性和柔韧性,以确保电流的稳定传输,同时要能承受一定的机械拉力。
工作原理
当弧焊电源接通后,焊条与工件之间产生电弧。电弧的高温使焊条和工件局部熔化,形成熔池。随着焊条的移动,熔池冷却凝固形成焊缝。在焊接过程中,焊条药皮熔化后产生的气体和熔渣对熔池起保护作用,防止空气中的氧气、氮气等有害气体侵入熔池。
气体保护电弧焊(GMAW 和 GTAW)设备
熔化极气体保护电弧焊(GMAW)设备
组成部分
弧焊电源:与手工电弧焊电源有所不同,GMAW 的弧焊电源通常具有更高的输出功率和更好的动态特性,以满足连续送丝焊接的需求。电源类型有恒压电源和恒流电源等,恒压电源适用于短路过渡焊接,恒流电源适用于喷射过渡等焊接方式。
送丝机构:其作用是将焊丝按照设定的速度均匀地送进焊接区域。送丝机构包括送丝电机、送丝轮、导丝管等部件。送丝速度的准确性和稳定性对焊接质量影响很大。
气体保护系统:由气瓶、减压器、流量计、气管等组成。用于提供保护气体,保护焊接区域免受空气的污染。常用的保护气体有二氧化碳(CO₂)、氩气(Ar)以及氩气与二氧化碳的混合气体等。不同的保护气体适用于不同的焊接材料和焊接要求。
焊枪:是焊接的操作工具,集成了导电、送丝、导气等功能。焊枪的结构设计应保证良好的操作性、气体保护效果和导电性能。
工作原理
焊丝作为电极和填充金属,在电弧热的作用下熔化。同时,从焊枪喷出的保护气体在电弧周围形成保护气罩,将电弧、熔滴和熔池与空气隔开。熔化的焊丝以一定的速度过渡到熔池中,随着焊枪的移动,熔池冷却凝固形成焊缝。
钨极气体保护电弧焊(GTAW)设备
组成部分
弧焊电源:一般为直流电源,具有陡降的外特性,以保证电弧的稳定性。部分设备也可采用交流电源,用于焊接铝、镁等有色金属。
钨极:作为电弧的一极,不熔化,主要起传导电流和引燃电弧的作用。钨极的材料有纯钨极、钍钨极、铈钨极等,不同的钨极材料适用于不同的焊接情况。
气体保护系统:类似于 GMAW 的气体保护系统,但在一些情况下,如焊接不锈钢时,可能会采用氩气和氢气的混合气体以提高焊接速度和熔深。
焊枪:结构上与 GMAW 焊枪有所不同,由于钨极不熔化,焊枪主要用于夹持钨极、传导电流和输送保护气体。
工作原理
利用钨极与工件之间产生的电弧热熔化工件金属,在焊接过程中,填充金属(如果需要)可以手动添加。保护气体将焊接区域保护起来,防止氧化。
二、电阻焊设备
点焊设备
组成部分
变压器:是点焊设备的核心部件,将电网电压降低到适合点焊的低电压(通常为几伏到十几伏),同时提高电流强度(可达数千安培到数万安培)。变压器的次级绕组匝数很少,以实现大电流输出。
电极:由铜合金等材料制成,具有良好的导电性和导热性。电极的作用是传导电流并施加压力于焊件表面,使电流通过焊件时在接触点产生电阻热,将焊件局部加热熔化形成焊点。
控制器:用于控制焊接电流、焊接时间和电极压力等焊接参数。可以根据不同的焊件材料和厚度精确设置参数,以确保焊接质量。
工作原理
将焊件搭接并置于两电极之间,电极施加压力使焊件紧密接触。然后,通过变压器提供的低电压大电流,电流流经焊件接触点时,由于接触电阻的存在产生大量的电阻热,使接触点金属迅速熔化形成熔核。当焊接时间结束后,停止供电,熔核在电极压力作用下冷却凝固,形成焊点。
缝焊设备
组成部分
与点焊设备类似,也包括变压器、电极、控制器等部件。但缝焊电极是滚轮状的,称为滚轮电极。
工作原理
滚轮电极连续旋转并施加压力于焊件表面,同时电流周期性地通过焊件。在焊件移动过程中,每个周期都形成一个焊点,众多焊点相互连接形成连续的焊缝。缝焊适用于制造密封容器等需要连续焊缝的焊件。
三、激光焊接设备
组成部分
激光发生器:是激光焊接设备的关键部分,产生高能量密度的激光束。常见的激光发生器有二氧化碳激光发生器和固体激光发生器(如 Nd:YAG 激光发生器)。二氧化碳激光发生器输出功率高,适用于厚板焊接;固体激光发生器光束质量好,可通过光纤传输,便于实现自动化焊接。
光学聚焦系统:将激光发生器产生的激光束聚焦到焊件的焊接部位,提高激光束的能量密度,使焊件材料迅速熔化形成熔池。
焊接工作台或机器人:用于固定焊件或实现焊件的移动,以完成焊接操作。在自动化焊接中,多采用机器人来精确控制焊件的位置和焊接路径。
冷却系统:由于激光发生器在工作过程中会产生大量的热量,需要冷却系统来维持其正常工作温度。冷却系统通常采用水冷却或风冷等方式。
工作原理
激光束照射到焊件表面,激光的高能量密度使焊件材料迅速熔化和蒸发,形成熔池。在激光束的持续作用下,熔池沿着焊接方向移动,冷却后形成焊缝。激光焊接具有能量集中、焊接速度快、热影响区小等优点,适用于焊接精密部件、高熔点材料等。
四、电子束焊接设备
组成部分
电子束枪:产生并发射高速电子束。电子束枪由阴极、阳极、聚焦线圈等组成。阴极发射电子,阳极加速电子,聚焦线圈将电子束聚焦到焊件的焊接部位。
真空系统:电子束焊接需要在真空环境下进行,以避免电子束与空气分子的碰撞,保证电子束的能量传输效率。真空系统包括真空泵、真空室等部件。
焊件移动系统或电子束扫描系统:用于控制焊件的位置或使电子束在焊件上进行扫描,以完成焊接操作。
控制系统:对电子束的能量、聚焦、扫描等参数进行控制,同时也对焊接过程中的真空度、焊件移动速度等进行控制。
工作原理
电子枪发射的高速电子束撞击焊件表面,电子的动能转化为热能,使焊件材料熔化形成熔池。在电子束的持续作用下,熔池凝固形成焊缝。电子束焊接具有能量密度极高、焊缝深宽比大、焊接变形小等优点,适用于焊接航空航天、核能等领域的高要求部件。