选择GMAW设备的一般原则如下。2）按自动化程度和使用的焊接电流选用焊枪和负载持续率。选择焊枪时还应注意实际焊接电流应小于焊枪的额定电流，负载持续率应满足实际焊接需要。批量大时，可考虑选用焊接专用机；批量小时，应尽量选用通用设备。5）对产品质量有严格要求时，可采用数字化焊机便于应用软件进行联网监控。6）设备应满足现场使用条件，如水、电的供应条件。......
2023-06-25
CO2气体保护电弧焊设备的组成及原理
【摘要】：图3-66 半自动熔化极气体保护焊设备构成1.焊接电源CO2气体保护电弧焊电源有旋转式和整流式两种，但由于旋转式焊机能耗、噪声大且适用性差，所以目前已很少采用。焊丝直径大于2.4mm采用与埋弧焊设备相同的弧压反馈送丝法。
CO2半自动焊设备可分为半自动焊机和自动焊机两类，在实际生产中，CO2焊设备以半自动焊为主。下面以半自动CO2焊机为主介绍CO2焊设备。
半自动CO2焊设备组成由焊接电源、送丝机构和焊枪、供气系统、冷却水循环装置及控制系统等部分组成，半自动熔化极气体保护焊设备构成如图3-66所示，自动CO2焊设备除上述几部分外还有焊车行走机构如图3-67所示。
图3-66 半自动熔化极气体保护焊设备构成
1.焊接电源
CO2气体保护电弧焊电源有旋转式和整流式两种，但由于旋转式焊机能耗、噪声大且适用性差，所以目前已很少采用。整流式电源主要包括抽头式硅电源、自饱和电抗器式电源、晶闸管式电源、晶体管式电源和逆变电源。CO2焊一般采用直流焊机反极性接法。细丝短路过渡和射流过渡电弧静特性是上升的采用等速送丝，配用平特性直流电源如ZP系列。粗丝细滴过渡电弧静特性是水平的采用变速送丝，配合下降外特性直流电源如ZX系列。目前国内比较普及的是抽头式CO2焊机，半自动焊机型号有NBC—250等为了有效减小飞溅和获得良好的焊缝成形，短路过渡时可选用电流波形控制的逆变焊机或采用全数字CO2逆变焊机。如YD—350／500GR3或YM—350／500GR3。
图3-67 自动熔化极气体保护焊设备构成
2.供气系统
供气系统主要由气源（或气瓶）、减压阀、预热器、干燥器、流量计及电磁气阀等组成。目前设备生产厂已将减压阀、预热器和流量计合装在一起称为减压流量调节器，使用十分方便。
3.送丝系统
根据使用焊丝直径的不同，送丝系统可分为等速送丝和变速送丝。焊丝直径大于2.4mm采用与埋弧焊设备相同的弧压反馈送丝法。焊丝直径小于和等于2.4mm采用等速送丝，它要求送进焊丝稳定、均匀，调速方便，结构牢固轻巧。
半自动焊的送丝方式有推丝式、拉丝式、推拉丝式三种
（1）推丝式 主要用于直径为0.8～2.0mm的焊丝，应用最广。推丝式焊丝被送丝机构推出后经过一段较长的导丝管进入焊枪，如图3-68a所示。其特点是焊枪结构简单轻便，操作和维修比较方便，导丝管增加了送丝阻力，随着导丝管加长，送丝稳定性将变差。所以导丝管不能太长，一般钢焊丝的导丝管在2～5m，铝焊丝的导丝管在3m以内。
（2）拉丝式 主要用于焊丝直径小于和等于0.8mm的焊丝。因焊丝太细刚性小，难以推丝又分为两种形式：一种是将焊丝盘和焊枪手把分开，两者间用导丝管连接，如图3-68b所示。另一种是焊丝盘与焊枪构成一体，如图3-68c所示，这种结构去掉了导丝管，减小了送丝阻力，提高了送丝的稳定性。但是这种一体结构质量较大，加重了焊接操作工的劳动强度。
（3）推拉丝式 此方式把上述两种方式结合起来，克服推丝式操作范围小的缺点。导丝管可以加长到15m左右，如图3-68d所示。这种方式虽有一些优点，但结构复杂，调整麻烦，同时焊枪较重，实际应用不多。
送丝机构通常由送丝电动机、减速装置、送丝轮、压紧机构、送丝软管焊丝盘等组成。送丝电动机一般选用伺服直流电动机，配合减速装置和送丝滚轮，通过调速电路使送丝速度在2～16m／min范围内均匀调节。为保证均匀可靠地送丝，要求送丝滚轮制成V形或U形沟槽，表面轧花，送丝前调整好压紧力。
图3-68 熔化极保护焊焊机送丝方式意图
送丝软管应内壁光滑，规格及内径大小合适通过，摩擦阻力小，具有较好的刚性和弹性。
4.控制系统
半自动、自动CO2焊设备的控制系统包括引弧、送丝系统、焊接程序控制、焊接参数调节保护气体系统、坡口自动跟踪系统和熄弧。自动焊机功能完善，控制环节复杂，半自动焊机控制系统较简单，主要是对焊接电源的调节，可分为一元化调节和多元化调节两种。
空载时，可手工调节焊接电流、电弧电压、焊接速度（自动焊设备）、保护气体流量以及焊丝送进与回抽等。焊接时，能提前送气、滞后停气，自动送进焊丝进行引弧与焊接，焊接结束时，先停丝后断电再断气。
5.焊枪
熔化极气体保护焊焊枪按其应用方式分这半自动焊枪和自动焊枪。
（1）半自动焊枪 半自动推丝式焊枪按结构有鹅颈式和手枪式两种，如图3-69所示，由导电、导气、导丝等部分组成。鹅颈式焊枪应用广泛，一般用于平焊位置较方便，手枪式焊枪适合全方位焊接。焊枪的冷却方式一般采用自冷式，水冷式不常用。
（2）自动焊焊枪 自动焊焊枪一般都安装在焊车或操作机上，不需要手工操作，多用于大电流状态，焊枪尺寸比较大，多采用水冷装置，枪头部分与半自动焊枪相似。
（3）焊枪导电嘴和喷嘴 喷嘴是焊枪上的重要零件，其作用是向焊接区输送保护气体，以防止焊丝端头、电弧和熔池与空气接触。喷嘴形状多为圆柱形，也有圆锥形的，喷嘴内孔直径与焊接电流大小有关，通常为12～24mm。焊接电流大时，喷嘴直径也大。
图3-69 典型半自动焊焊枪示意图
导电嘴的材料要求导电性好、耐磨性好和熔点高，一般选用纯铜或陶瓷材料制作，为增加耐磨性也可选铬锆铜。导电嘴孔径的大小对送丝速度和焊丝伸出长度有很大影响。过大或过小会造成焊接参数不稳定而影响焊接质量。
导电嘴和喷嘴都是易损件需经常更换，故要求便于装拆、结构简单。
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